问题 问答题

长为1.5m的长木板B静止放在水平冰面上,小物块A以某一初速度从木板B的左端冲上长木板B,直到A、B的速度达到相同,此时A、B的速度为0.4m/s,然后A、B又一起在水平冰面上滑行了8.0cm.若小物块A可视为质点,它与长木板B的质量相同,A、B间的动摩擦因数μ1=0.25.求:(取g=10m/s2

(1)木板与冰面的动摩擦因数.

(2)小物块相对于长木板滑行的距离.

(3)为了保证小物块不从木板的右端滑落,小物块冲上长木板的初速度可能是多少?

答案

(1)A、B一起运动时,受冰面对它的滑动摩擦力,做匀减速运动,加速度

a=μ2g=

v2
2s
=1m/s2

解得木板与冰面的动摩擦因数 μ2=0.10

(2)小物块A在长木板上受木板对它的滑动摩擦力,做匀减速运动,加速度

a11g=2.5 m/s2

小物块A在木板上滑动时,木板B受小物块A的滑动摩擦力和冰面的滑动摩擦力,做匀加速运动,有μ1mg-μ2(2m)g=ma2  

解得加速为a2=0.50 m/s2

设小物块冲上木板时的初速度为v10,经时间t后A、B的速度相同为v

由长木板的运动得 v=a2t,解得滑行时间t=

v
a2
=0.8s.

小物块冲上木板的初速度 v10=v+a1t=2.4 m/s

小物块A在长木板B上滑动的距离为△s=s1-s2=v10t-

1
2
a1t2-
1
2
a2t2=0.96 m

(3)小物块A的初速度越大,它在长木板B上滑动的距离越大,当滑动距离达到木板B的最右端时,两者的速度相等(设为v’),这种情况下A的初速度为保证不从木板上滑落的最大初速度,设为v0

v0t-

1
2
a1t2-
1
2
a2t2=L 

v0-v′=a1t

v′=a2t

由上三式解得,为了保证小物块不从木板的右端滑落,小物块冲上长木板的初速度不大于最大初速度v0=

2(a1+a2)L
=3.0m/s.

答:(1)木板与冰面的动摩擦因数为0.1.

(2)小物块相对于长木板滑行的距离为0.96m.

(3)为了保证小物块不从木板的右端滑落,小物块冲上长木板的初速度可能是v0≤3m/s.

选择题
判断题