分析 (1)根據(jù)牛頓第二定律分別求出鐵塊和木板的加速度,抓住兩者的位移之差等于木板的長度,通過勻變速直線運動的位移時間公式進行求解.
(2)鐵塊和木板之間的最大靜摩擦力為2N,木板與地面間的最大靜摩擦力為1N,當拉力小于1N,時,系統(tǒng)不動,鐵塊所受的摩擦力為靜摩擦力,根據(jù)平衡求出靜摩擦力的大小.當拉力大于1N小于某一值時,M、m系統(tǒng)具有相同的加速度,此時的摩擦力仍然為靜摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律求出靜摩擦力的大小,當F大于某一值時,M與m發(fā)生相對滑動,此時的摩擦力為滑動摩擦力,根據(jù)滑動摩擦力的大小公式求出滑動摩擦力的大小
解答 解:(1)對鐵塊,由牛頓第二定律得:
F-μ2mg=ma1
對木板,由牛頓第二定律得,
μ2mg-μ1(M+m)g=Ma2
設(shè)木板的長度為L,經(jīng)時間t鐵塊運動到木板的左端,
則s木=$\frac{1}{2}{a}_{2}{t}_{\;}^{2}$
s鐵=$\frac{1}{2}{a}_{1}{t}^{2}$
又s鐵-s木=L
解得L=0.5m.
(2)①當F≤μ1(m+M)g=1N時,系統(tǒng)沒有被拉動,靜摩擦力與外力成正比,即
f=F.
②當F>μ1(m+M)g=1N時,若M、m相對靜止,鐵塊與木板有相同的加速度a,則:
F-μ1(m+M)g=(m+M)a
F-f=ma
解得F=2f-1
此時:f≤μ2mg=2N,即F≤3N
所以當1N<F≤3N時,f=$\frac{F}{2}$+0.5N
③當F大于3N時,M、m發(fā)生相對滑動,此時鐵塊所受的摩擦力為f=μ2mg=2N.
f-F的圖象如圖所示.
答:(1)若力F恒為4N,經(jīng)過時間1s,鐵塊運動到木板的左端,木板的長度L=0.5m;
(2)如圖2
點評 解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析,分別求出鐵塊和木板的加速度,抓住兩者的位移之差等于木板的長度,結(jié)合勻變速直線運動的位移時間公式進行求解.
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A. | $\frac{S}{v}$ | B. | $\frac{2S}{v}$ | C. | $\frac{S}{v}$+$\frac{v}{2μg}$ | D. | $\sqrt{\frac{2S}{μg}}$ |
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A. | B. | C. | D. |
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A. | 小環(huán)的質(zhì)量是1kg | |
B. | 動摩擦因數(shù)為0.25 | |
C. | 0.5s末拉力F的功率是1.25W | |
D. | 前3 s內(nèi)小環(huán)機械能的增加量是5.75J |
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