光滑水平面上,足够长的木板质量M=8kg,由静止开始在水平恒力F=8N作用下向右运动,如图所示,当速度达到1.5m/s时,质量m=2kg的物体轻轻放到木板的右端.已知物体与木板之间的动摩擦因数μ=0.2.取g=10m/s2.求:
(1)物体放到木板上以后,经多长时间物体与木板相对静止?在这段时间里,物体相对木板滑动的距离多大?
(2)在物体与木板相对静止以后,它们之间的摩擦力多大?
光滑水平面上,足够长的木板质量M=8kg,由静止开始在水平恒力F=8N作用下向右运动,如图所示,当速度达到1.5m/s时,质量m=2kg的物体轻轻放到木板的右端.已知物体与木板之间的动摩擦因数μ=0.2.取g=10m/s2.求:
(1)物体放到木板上以后,经多长时间物体与木板相对静止?在这段时间里,物体相对木板滑动的距离多大?
(2)在物体与木板相对静止以后,它们之间的摩擦力多大?
考点:
牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系..
专题:
牛顿运动定律综合专题.
分析:
(1)物体与木板均做匀变速直线运动,由牛顿第二定律可求得二者的加速度,由速度公式可求得二者相对静止的时间;根据位移时间关系公式求解两者的位移,得到位移差值,即相对位移;
(2)在物体与木板相对静止后,它们之间还有相互作用的静摩擦力,先对整体求解加速度,再个力滑块求解静摩擦力.
解答:
解:(1)放上物体后,由牛顿第二定律可知:
物体加速度:a1=μg=2m/s2
板的加速度:a2==
=0.5m/s2
当两物体达速度相等后保持相对静止,故a1t=v+a2t
解得:t=1s
滑块的位移为:x1=a1t2=×2×12=1m
木板的位移为:x2=vt+a2t2=1.5×1+×0.5×12=1.75m
故相对位移为:△x=x2﹣x1=1.75m﹣1m=0.75m
(2)在物体与木板相对静止后,它们之间还有相互作用的静摩擦力,否则会相对滑动;
对整体,有:
a==0.8m/s2
再隔离滑块,有:
f=ma=2×0.8=1.6N
答:(1)物体放到木板上以后,经1s时间物体与木板相对静止;在这段时间里,物体相对于木板滑动的距离为0.75m;
(2)在物体与木板相对静止后,摩擦力为1.6N.
点评:
本题是连接体问题,关键是先根据受力情况确定加速度情况,然后根据运动学公式列式求解相对运动情况.