如图所示,粗糙水平地面上有一高为h=0.2m的木板B,B的上表面以O点为界,O点以右是光滑的,O点以左是粗糙的。O点离B最右端距离为L=1.25m、离B左端的距离S=0.32m。现在B的最

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 能量守恒的探究/2022-11-11 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,粗糙水平地面上有一高为h=0.2m的木板B,B的上表面以O点为界,O点以右是光滑的,O点以左是粗糙的。O点离B最右端距离为L=1.25m、离B左端的距离S=0.32m。现在B的最右端放一个可看成质点的、质量与B相同的木块A,A、B均处于静止。已知B与地之间的动摩擦因数为μ1=0.1,A、B之间动摩擦因数为μ2=0.2,A、B质量均为m。现给B一个水平向右的瞬时冲量,使B获得初速度v0=3m/s,求:

(1)当B向右运动1.25m时,A、B的速度大小。
(2)若B向右运动1.25m时,B突然受到一个向右的水平拉力F=0.2mg,则此拉力作用0.4s 时,A木块离O点的水平距离是多少?。

◎ 答案

(1)0;2m/s (2)0.58m

◎ 解析

(1)A保持静止,vB=2m/s     (2)ΔS=0.58m
(1)在B向右运动1.25m这一过程中,因A受的合外力为零,则A保持静止,即 vA0=0.   
设此时 B的速度大小为
对B由动能定理  得  2      
解①得  vB=2m/s                           
(2)这时A加速、B减速,设A、B最后达到的共同速度为
在这一过程A在B上滑行的距离为s0
则由动量守恒定律 得                
由能量守恒定律 得
mgs0             
解②③得    S0=0.5m
由于,可知: A将从B上表面滑落。设A刚好滑离B时A、B的速度分别为,设A在B上自O点至滑落所用时间为
由动量守恒定律 得   mvB=mvA+m               
由能量守恒定律 得
               
解④⑤得  vA=0.4m/s =1.6m/s             
对A由动量定理  得                      
由⑥得t1=0.2s
A从B上滑落后以vA的初速度向右作平抛运动
设A经时间t2落地,t2内A的水平位移为x
h=                                 
x=vA t2                                  
解⑦⑧得   t2=0.2s,=0.08m.
A作平抛运动的同时, B向右作加速运动,设其加速度为
由牛顿第二定律  得             
设t2内B运动的距离为                                       
故B受F作用0.4s时A离O点的水平距离ΔS为:
ΔS=                            
解⑨⑩(11)得 ΔS=0.58m。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,粗糙水平地面上有一高为h=0.2m的木板B,B的上表面以O点为界,O点以右是光滑的,O点以左是粗糙的。O点离B最右端距离为L=1.25m、离B左端的距离S=0.32m。现在B的最…”主要考查了你对  【能量守恒的探究】  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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