问题
填空题
如图所示,放在水平地面上质量均为1kg的两个小物体A、B相距8m,它们与水平地面的动摩擦因数均为μ=0.2,现使它们分别以初速度vA=6m/s和vB=2m/s同时相向运动,直到它们相遇时,两物体克服摩擦力的总功是______J,经历的时间是______s.(重力加速度g取10m/s2).
答案
对物体A受力分析,均受到重力、支持力和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律,有:-μmg=ma,故加速度为:a1=-μg=-2m/s2;
同理物体B的加速度为:a2=-μg=-2m/s2;
B物体初速度较小,首先停止运动,故其停止运动的时间为:t1=
=0-vB a2
s=1s;0-2 -2
该段时间内物体A的位移为:xA1=vAt1+
a1t12=6×1-1 2
×2×1=5m1 2
物体B的位移为:xB=vBt1+
a2t12=2×1-1=1m1 2
故此时开始,物体B不动,物体A继续做匀减速运动,直到相遇;
即在离A物体xA=8-1=7m处相遇,
1s末A的速度为:vA1=vA+a1t1=6-2=4m/s
物体A继续做匀减速运动过程,有:xA2=vA1t2+
a2t22=2m;1 2
解得:t2=2+
(舍去);或t2=2-2
≈0.6s2
故从出发到相遇的总时间为:t=t1+t2=1.6s;
克服摩擦力所做的功W=μmgxB+μmgxA=0.2×10×8=16J;
故答案为:16;1.6.