问题 计算题

如图所示,长L=2 m、质量M=3 kg的木板静止放在倾角为37°的光滑斜面上,质量 m=1 kg的小物块放在木板的上端,木板和物块间的动摩擦因数μ=0.5,对木板施加一平行于斜面向上的拉力F=19 N,取g=10 m/s2,(取sin37º=0.6;cos37º=0.8)斜面足够长。求:

(1)木板下滑的加速度;

(2)小物块经多长时间离开木板;

(3)小物块离开木板时木板获得的动能。

答案

(1)a1=1m/s2(2)t=2 s(3)6 J  

(1)设木板向下运动的加速度为a1,则由牛顿第二定律

对木板:Mgsin37°+μmgcos37°-F=Ma1                        (2分)

   得:a1=1m/s2                                                        (1分)

(2)物块向下做加速运动,设其加速度为a2,则由牛顿第二定律

对物块:mgsin37°-μmgcos37°=ma2                      (2分)

 a2=2m/s2                                          (1分)

又∵ a2t2a1t2=L                                 (2分)

得物块滑过木板所用时间t=2 s.                      (1分)

(3)物块离开木板时木板的速度v1=a1t=2 m/s.          (2分)

其动能为Ek1Mv12=6 J                             (2分)

本题考查对牛顿第二定律的应用,分析木板的受力情况按牛顿第二定律的公式列式求解

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