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【2013·新课标Ⅱ卷】一长木板在水平地面上运动,在t=0时刻将一相对于地面静止...

2013·新课标Ⅱ卷一长木板在水平地面上运动,在t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,以后木板运动的速度-时间图如图所示。己知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上。取重力加速度的大小g=10m/s2。求:

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(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数;

(2)从t=0时刻到物块与木板均停止运动时,物块相对于木板的位移的大小。

 

(1)0.20 0.30 (2)s=1.125m 【解析】(1)从t=0时开始,木板与物块之间的摩擦力使物块加速,使木板减速,此过程一直持续到物块和木板具有共同速度为止。 由图可知,在t1=0.5s时,物块和木板的速度相同。设t=0到t=t1时间间隔内,物块和木板的加速度大小分别为a1和a2,则, 式中v0=5m/s,v1=1m/s分别为木板在t=0、t=t1=0.5s时速度的大小。 设物块和木板的质量为m,物块和木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2,由牛顿第二定律得μ1mg=ma1 ,(μ1+2μ2)mg=ma2 解得:μ1=0.20,μ2=0.30 (2)在t1时刻后,地面对木板的摩擦力阻碍木板运动,物块与木板之间的摩擦力改变方向。设物块与木板之间的摩擦力大小为f,物块和木板的加速度大小分别为和,则由牛顿第二定律得, 假设f<μ1mg,则。 得f=μ2mg >μ1mg,与假设矛盾,故f=μ1mg 物块加速度的大小;物块的图象如图中点划线所示。 由运动学公式可推知,物块和木板相对于地面的运动距离分别为 s1=2×,s2=t1+ 物块相对于木板位移的大小为s=s2- s1 解得:s=1.125m。  
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2013·江苏卷如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验。若砝码和纸板的质量分别为m1和m2,各接触面间的动摩擦因数均为μ。重力加速度为g。

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(1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力大小;

(2)要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小;

(3)本实验中,m1=0.5kg,m2=0.1kg,μ=0.2,砝码与纸板左端的距离d =0.1 m,取g =10m/s2。若砝码移动的距离超过l =0.002 m,人眼就能感知,为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大?

 

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【2015·全国新课标】一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块,在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为4.5m,如图(a)所示。t=0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t=1s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块的满分5 manfen5.com图线如图(b)所示。木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g10m/s2。求

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(1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2

(2)木板的最小长度;

(3)木板右端离墙壁的最终距离。

 

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如图所示,长为L质量为M的小船停在静水中,船头船尾分别站立质量为m1、m2(m1>m2)的两个人,那么当两个人互换位置后,船在水平方向移动了多少?

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某人在一只静止的小船上练习射击,船和人连同枪(不包括子弹)及靶的总质量为M,枪内装有n颗子弹,每颗子弹的质量为m,枪口到靶的距离为L,子弹射出枪口时相对地面的速度为满分5 manfen5.com,在发射一颗子弹时,前一颗粒子弹已陷入靶中,则在发射完n颗子弹后,小船后退的距离为多少(不计水的阻力)。

 

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质量分别为m1和m2的两个人,站在长为L、质量为M的小车的两端,静止在光滑水平地面上试分析:当两人交换位置后,车相对地向什么方向移动?

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