10个同样长度的木块放在水平地面上,每个木块的质量m=0.5kg、长度L=0.6m,它们与地面之间的动摩擦因数,在左方第一个木块上放一质量M=1kg的小铅块(视为质点),它与木块间的动摩擦因数
。现给铅块一向右的初速度
,使其在木块上滑行。g取10m/s2,求:
(1)开始带动木块运动时铅块的速度;
(2)铅块与木块间因摩擦产生的总热量;
(3)铅块运动的总时间。
(1)(2)
J(3)
题目分析:(1)设铅块可以带动n个木块移动,以这几个木块为研究对象,铅块施加的摩擦力应大于地面施加的摩擦力,即 (1分)
解得
取,此时铅块已滑过8个木块 (1分)
根据动能定理 (2分)
代入数据得,刚滑上木块9时铅块的速度 (1分)
(2)对铅块M: 2.5m/s2
(1分)
对木块9+10: (1分)
令,则它们获得共同速度所需时间
(1分)
铅块位移,木块位移
(2分)
铅块相对木块位移 (小于L) (1分)
铅块与木块间因摩擦产生的总热量J (2分)
(3)由(2)问知,共同速度 (1分)
铅块、木块一起做匀减速运动的时间 (1分)
铅块在前8个木块上运动时间 (1分)
铅块运动的总时间 (1分)