有一个冰上木箱的游戏节目,规则是:选手们从起点开始用力推箱一段时间后,放手让箱向前滑动,若箱最后停在桌上有效区域内,视为成功;若箱最后未停在桌上有效区域内就视为失

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

有一个冰上木箱的游戏节目,规则是:选手们从起点开始用力推箱一段时间后,放手让箱向前滑动,若箱最后停在桌上有效区域内,视为成功;若箱最后未停在桌上有效区域内就视为失败.其简化模型如图所示,AC是长度为L1=7 m的水平冰面,选手们可将木箱放在A点,从A点开始用一恒定不变的水平推力推箱,BC为有效区域.已知BC长度L2=1 m,木箱的质量m=50 kg,木箱与冰面间的动摩擦因数μ=0.1.某选手作用在木箱上的水平推力F=200 N,木箱沿AC做直线运动,若木箱可视为质点,g取10 m/s2.那么该选手要想游戏获得成功,试求:

(1)推力作用在木箱上时的加速度大小;
(2)推力作用在木箱上的时间满足什么条件?

◎ 答案

(1)3 m/s2 (2)1 s≤t≤s

◎ 解析

(1)设推力作用在木箱上时的加速度为a1,根据牛顿运动定律得
F-μmg=ma1
解得a1=3 m/s2.
(2)撤去推力后,木箱的加速度大小为a2,根据牛顿运动定律得
μmg=ma2
解得a2=1 m/s2
推力作用在木箱上时间t内的位移为
x1a1t2
撤去力F后木箱继续滑行的距离为
x2
木箱停在有效区域内,要满足条件
L1-L2≤x1+x2≤L1
解得1 s≤t≤  s.

◎ 知识点

    专家分析,试题“有一个冰上木箱的游戏节目,规则是:选手们从起点开始用力推箱一段时间后,放手让箱向前滑动,若箱最后停在桌上有效区域内,视为成功;若箱最后未停在桌上有效区域内就视为失…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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