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如图所示,光滑水平面上有一块木板,质量M=1.0kg,长度L=1.0m.在木板的...

manfen5.com 满分网如图所示,光滑水平面上有一块木板,质量M=1.0kg,长度L=1.0m.在木板的最左端有一个小滑块(可视为质点),质量m=1.0kg.小滑块与木板之间的动摩擦因数μ=0.30.开始时它们都处于静止状态.某时刻起对小滑块施加一个F=8.0N水平向右的恒力,此后小滑块将相对木板滑动.
(1)求小滑块离开木板时的速度;
(2)假设只改变M、m、μ、F中一个物理量的大小,使得小滑块速度总是木板速度的2倍,请你通过计算确定改变后的那个物理量的数值(只要提出一种方案即可).
(1)小滑块离开木板时,滑块与木板的位移差等于板长,根据位移公式,代入到位移关系式中求出时间,再由速度公式求出小滑块离开木板时的速度大小; (2)由第(1)问结果可知,只有当小滑块的加速度始终是木板加速度的2倍时,小滑块在木板上滑动时的速度才始终是木板速度的2倍,求出此时的相关量. 【解析】 (1)小滑块受到F=8.0 N水平向右的恒力后,向右做匀加速直线运动,所受向左的摩擦力f=μmg 根据牛顿第二定律,小滑块的加速度  a1==5.0 m/s2 设经过时间t后小滑块离开木板.在这段时间内小滑块的位移   木板所受向右的摩擦力 f′=f,向右做匀加速直线运动. 根据牛顿第二定律,木板的加速度    a2==3.0 m/s2 在时间t内木板的位移    由图可知 L=x1-x2,解得 t=1.0 s 则小滑块离开木板时的速度  v=a1t=5.0 m/s (2)小滑块做匀加速直线运动的速度       木板做匀加速直线运动的速度 任意时刻小滑块与木板速度之比 欲使小滑块速度是木板速度的2倍,应满足   若只改变F,则F=9 N; 若只改变M,则M=1.2 kg; 若只改变μ,则μ=0.27; 若只改变m,则m=0.93 kg 答:(1)求小滑块离开木板时的速度为5m/s; (2)假设只改变M、m、μ、F中一个物理量的大小,使得小滑块速度总是木板速度的2倍,若只改变F,则F=9 N; 若只改变M,则M=1.2 kg; 若只改变μ,则μ=0.27; 若只改变m,则m=0.93 kg
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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