如图所示,质量为M=6 kg的滑板静止在光滑水平面上,滑板的右端固

如图所示,质量为M=6 kg的滑板静止在光滑水平面上,滑板的右端固定一轻弹簧.在滑板的最左端放一可视为质点的小物体A,弹簧的自由端C与A相距L=1 m.弹簧下面的那段滑板是光滑的,C左侧的那段滑板是粗糙的,物体A与这段粗糙滑板间的动摩擦因数为μ=0,2,A的质量m=2 kg.滑板受到水平向左恒力F作用1 s后撤去,撤去水平力F时A刚好滑到C处,g取10m/s2,求:

(1)恒力F作用的这1 s内小物体A的加速度为多大?位移为多大?

(2)作用力F的大小;

(3)A压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能Ep

(4)试分析判断在F撒去后,小物体能否与滑板相分离?若能,分离后物体和滑板的速度各为多大?若不能,小物体将停止在滑板上的什么位置?

答案

解:(1)用字母B表示滑板,在这1 s内滑板B和小物体A均向左做匀加速运动,对A有aA=μg=0.2×10=2m/s2   

sAaAt2×2×121 m   

(2)这1 s内滑板B的位移为sB=sA+L=1+1=2m

对B有sB=aBt2  aB==4 m/s2

F-μmg=MaB  

则F=28N

(3)撤去水平力F时,A,B的速度

vAO-aAt=2m/s  2m/s  vBO=aBt=4  m/s  

当A、B速度相等时弹簧的弹性势能最大,根据动量守恒有mvAO+MvBO=(m+M)v  

则vm/s

所以Ep=(m+M)v2=3 J

(4)撤去F后,当弹簧恢复原长过程中,A,B动量,能量守恒

mvAO+MvBO=mvA+MvB  

所以vA=5m/s  vB=3m/s

之后A做减速运动,B做加速运动,没它们达到

共同速度v′

根据动量守恒可知v′=v=m/s  

由动能定理有-μmgsA=Mv′2

μmgsB=Mv′2-M  

所以sAm  sB=m

Δs=sA-sB==0.75 m  

因此两者不会分离,小物体将停在距C点0.75m处.

相关题目

下列词语中加点字的注音全部正确的一项是 A.忍俊不禁(jì
下列词语中加点字的注音全部正确的一项是 A.忍俊不禁(jìn)           颔首低眉(hàn)         冗杂(rǒng)        招徕(lài) B.义
(1)氨基酸是蛋白质的基石,氨基酸分子中的氨基(―NH2)显
(1)氨基酸是蛋白质的基石,氨基酸分子中的氨基(―NH2)显碱性。氨基酸往往形成一种两性离子,在水溶液中存在如下平衡:。 方框内所表示的离子(
有学者指出:现代工业文明在政治上以“民主”作为自己的
有学者指出:现代工业文明在政治上以“民主”作为自己的旗帜,但这时的民主,已不再是古希腊时代的那种幼稚的“古典民主”了。以下选项能够体
1.下面词语中加点的字,读音全部正确的一项是 A.冗(rǒ
1.下面词语中加点的字,读音全部正确的一项是 A.冗(rǒng)长   豢养(huàn)    自出机杼(zhù)  踽踽独行(yǔ) B.谥号(shì) 濒临
(本题满分16分) 已知 ⑴当不等式的解集为时,求实数的值
(本题满分16分) 已知 ⑴当不等式的解集为时,求实数的值;     ⑵若对任意实数,恒成立,求实数的取值范围; ⑶设为常数,解关于的不等式.
下列细胞结构的物质组成最相似的一组()       A.   
下列细胞结构的物质组成最相似的一组()       A.                                                         内质网膜
 A good friend is someone _______ makes you _______ .         A. which
 A good friend is someone _______ makes you _______ .         A. which , happy   B. who , happily          C. who , happy     D. whose , happily
某蛋白质由3条多肽链、N个氨基酸组成,下列关于该蛋白质说
某蛋白质由3条多肽链、N个氨基酸组成,下列关于该蛋白质说法正确的是                             A.形成该蛋白质时产生了N个水分子

最新题目