牛顿第二定律 滑块类

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滑块类

1福建省泉州市四校2010届高三上学期期末联考如图所示,一质量M=0.2kg 的长木板静止在光滑的水平地面上,另一质量m=0.2kg 的小滑块,以V 0=1.2m/s 的速度从长木板的左端滑上长木板。已知小滑块与长木板间的动摩擦因数μ1=0.4, g=10m/s 2

, 问: (1)经过多少时间小滑块与长木板速度相

等?

(2)从小滑块滑上长木板,到小滑块与长木

板相对静止,小滑块运动的距离为多少?(滑块始终没有滑离长木板) 解析:(1)(4分)分析m 的受力,由牛顿第二定律有.211/4s m g m

m g

a m ===

μμ○1

分析M 的受力,由牛顿第二定律有.21/4s m M

m g

a M ==μ○2

设经过时间t 两者速度相同.

t a V V m m -=0○

3 t a V M M =○

4 且m M V V =○

5 代入数据,联解○3○4○5可得t=0.15s (2) (4分)小滑块做匀减速运动.(1分)

初速度为.s m t a V V m m /6.015.042.10=⨯-=-=

m a V V S m t 135.0)

4(22.16.02222

2=-⨯-=-= (2分)

2、如图所示. 山东省育才中学2010届高三9月月考如图所示,质量M =8 kg 的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平推力F =8 N ,、当小车向右运动的速度达到 1.5 m/s 时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m =2 kg 的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长.求

(1)小物块放后,小物块及小车的加速度各为多大? (2)经多长时间两者达到相同的速度?

(3)从小物块放上小车开始,经过t =1.5 s 小物块通过的位移大小为多少?(取g =l0 m/s 2

).

解:(1)物块的加速度22/m a g m s μ==----------------(2分)

小车的加速度:20.5/M F mg

a m s M

μ-=

=-----------(2分) (2)由:0m M a t v a t =+ --------------------------(2分) 得:t=1s --------------------------(1分) (3)在开始1s 内小物块的位移:211

12

m s a t m =

=---(1分) 最大速度:2/v at m s ==----------(1分) 在接下来的0.5s 物块与小车相对静止,一起做加速运动

且加速度:20.8/F

a m s M m

=

=+ ---------------(1分)

这0.5s 内的位移:2

21 1.12

s vt at m =+= -------(1分)

通过的总位移12 2.1s s s m =+=--------------(1分)

水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。初始时,传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a 0开始运动,当其速度达到v 0后,便以此速度做匀速运动。经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。

解:根据“传送带上有黑色痕迹”可知,煤块与传送带之间发生了相对滑动,煤块的加速度a 小于传送带的加速度a 0。根据牛顿定律,可得 a=μg

设经历时间t ,传送带由静止开始加速到速度等于v 0,煤块则由静止加速到v ,有 v 0=a 0t v=at

由于a

此后,煤块与传送带运动速度相同,相对于传送带不再滑动,不再产生新的痕迹。 设在煤块的速度从0增加到v 0的整个过程中,传送带和煤块移动的距离分别为s 0和s ,有 s 0=12 a 0t 2

+v 0t' s=v 022a

传送带上留下的黑色痕迹的长度 l =s 0-s

由以上各式得l =v 02(a 0-μg)

2μa 0g

如图所示,质量M = 1kg 的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,在木板的左端放置一个质量m =1kg 、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4,取g =10m/s 2,试求:

(1)若木板长L =1m ,在铁块上加一个水平向右的恒力F =8N ,经过多长时间铁块运动到木板的右端?

(2)若在铁块上的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向左的力F ,通过分析和计算后,请在图中画出铁块受到木板的摩擦力f 2随拉力F 大小变化的图像。(设木板足够长)

解析:(1)木块的加速度大小 21F mg

a m

μ-==4m/s 2 铁

212()mg M m g

a M

μμ-+=

=2m/s 2

设经过时间t 铁块运动到木板的右端,则有

22

121122a t a t L -=

解得:t =1s

(2)①当F ≤ μ1(mg +Mg )=2N 时,A 、B 相对静止且对地静止,f 2=F ②设F =F 1时,A 、B 恰保持相对静止,此时系统的加速度 2a a ==2m/s 2

以系统为研究对象,根据牛顿第二定律有

11()()F M m g M m a μ-+=+

解得:F 1=6N

所以,当2N

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