如图所示,一质量为M=4 kg,长为L=2 m的木板放在水平地面上,已知木板与地面间的动摩擦因数为0.1,在此木板的右端上还有一质量为m=1 kg的铁块,且视小铁块为质点,木板厚度不计.今对木板突然施加一个水平向右的拉力.
(1)若不计铁块与木板间的摩擦,且拉力大小为6 N,则小铁块经多长时间将离开木板?
(2)若铁块与木板间的动摩擦因数为0.2,铁块与地面间的动摩擦因数为0.1,要使小铁块对地面的总位移不超过1.5 m,则施加在木板水平向右的拉力应满足什么条件?(g=10 m/s2)
(1)4 s (2)大于或等于47 N
解析试题分析: (1)对木板受力分析,由牛顿第二定律得:
F-μ(M+m)g=Ma
由运动学公式,得
解得:t=4 s.
(2)铁块在木板上时:μ1mg=ma1,
铁块在地面上时:μ2mg=ma2,
对木板:F-μ1mg-μ2(M+m)g=Ma3
设铁块从木板上滑下时的速度为v1,铁块在木板上和地面上的位移分别为x1、x2,则:
2a1x1=v
2a2x2=v
并且满足x1+x2≤1.5 m
设铁块在木板上滑行时间为t1,则
木板对地面的位移
x=x1+L
联立解得F≥47 N.
考点:考查了牛顿第二定律以及匀变速直线运动规律的应用
点评:解决本题的关键理清铁块在整个过程中的运动情况,关键是受力分析,根据受力判断其运动情况.
科目:高中物理 来源: 题型:
mg |
IL |
0.4 |
2×0.2 |
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