(2007•广东)如图所示,质量M=10kg、上表面光滑的足够长的木板在F=50N的水平拉力作用下,以初速度v0=5m/

(2007•广东)如图所示,质量M=10kg、上表面光滑的足够长的木板在F=50N的水平拉力作用下,以初速度v0=5m/s沿水平地面向右匀速运动.现有足够多的小铁块,它们的质量均为m=1kg,将一铁块无初速地放在木板的最右端,当木板运动了L=1m时,又无初速度地在木板的最右端放上第2块铁块,只要木板运动了L就在木板的最右端无初速度放一铁块.(取g=10m/s2)试问:
(1)第1块铁块放上后,木板运动了L时,木板的速度多大?
(2)最终木板上放有多少块铁块?
(3)最后一块铁块与木板右端距离多远?
bewen500 1年前 已收到1个回答 举报

defacto 幼苗

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解题思路:(1)开始木板做匀速运动,运动L后,加一个铁块,摩擦力变大,做减速运动,可对木块受力分析后求出加速度,再计算运动L后的速度;
(2)每加一块铁块,可以对木块运用速度位移公式,通过比较,发现规律,联列各个方程求解即可;
(3)先算出最后一块铁块刚放上时木块的速度,求出加速度后,根据运动学公式计算出木板最后运动的位移.

(1)木板最初做匀速运动,由F=μMg解得,μ=
F
Mg=
50N
100N=0.5
第l块铁块放上后,木板做匀减速运动,即有:
μ(M+m)g-F=Ma1 代入数据解得:a1=-0.5m/s2
根据速度位移关系公式,有:
v21−
v20=2a1L,解得v1=2
6m/s
(2)设最终有n块铁块能静止在木板上.则木板运动的加速度大小为:an=[μnmg/M]
第1 块铁块放上后:2a1L=v02-v12
第2 块铁抉放上后:2a2L=v12-v22
第n块铁块放上后:2anL=vn-12-vn2
由上可得:(1+2+3+…+n)×2([μnmg/M])L=v02-vn2
木板停下时,vn=0,得n=6.6;
(3)从放上第1块铁块至刚放上第7 块铁块的过程中,由(2)中表达式可得:

6×(6+1)
2×2([μnmg/M])L=v02-v62
从放上第7 块铁块至木板停止运动的过程中,设木板发生的位移为d,则:
2×[7μmg/M]d=v62-0
联立解得:d=[4/7]m
答:(1)第1块铁块放上后,木板运动了L时,木板的速度为2
6m/s.
(2)最终有7 块铁块放在木板上.
(3)最后一块铁块与木板右端距离为[4/7]m.

点评:
本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与位移的关系.

考点点评: 本题关键对物体受力分析后求出物体的加速度,然后根据运动学公式联立求解;本题也可以用动能定理求解,而不需要涉及加速度.

1年前

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