解题思路:ab两物体完全相同,且在同一水平面上运动,由图象可得两物体的加速度,根据牛顿第二定律可求得物体a所受摩擦力,从而根据牛顿第二定律可求得b所受拉力;
由位移时间公式可求得ab两物体的位移;
8s末将作用在b物体上的水平拉力F换到a物体上,a做初速度为0的加速度aa=
3
4
m/
s
2
的匀加速运动,b做初速度为12m/s,
加速度为ab=
−
3
2
m/
s
2
的匀减速直线运动,当二者速度相等时,两物体相距最远.由速度公式求出时间,由位移公式求出两车间的距离.
(1)由图象可得,物体a、b的加速度分别为:
aa=
0−6
4=−
3
2m/s2
ab=
12−6
8=[3/4m/s2
故物体所受摩擦力f=maa=0.8×
3
2]=1.2N
对b由F-f=mab
可得:物块b所受拉力F=f+mab=1.2+0.8×
3
4=1.8N
(2)8s内,物体b的位移xb=v0t+
1
2abt2=6×8+
1
2×
3
4×82=72m
对物体a右图可这在t=4s时已静止,所以物体a在8s内的位移实际是在4s内的位移
即:xa=[1/2×6×4=12m
故8s末a、b间的距离△x=xb-xa=72-12=60m
(3)在8s末将作用在b物体上的水平拉力F换到a物体上,则
a做初速度为0的加速度aa=
3
4m/s2的匀加速运动,b做初速度为12m/s,
加速度为ab=−
3
2m/s2的匀减速直线运动,当二者速度相等时,两物体相距最远.
vb-abt=va
即:12−
3
2t=
3
4t
解得:t=
16
3s
b的位移:sb=vbt−
1
2abt2=12×
16
3−
1
2×
3
2×(
16
3)2=64−
64
3]
a的位移:sa=[1/2aat2=
1
2×
3
4×(
16
3)2=
32
3]
故△X=sb-sa+△x=64−
64
3-[32/3]+60=92m
答:(1)物块b所受拉力F的大小为1.8N;(2)8s末a、b间的距离为60m;(3)在a追上b之前再过
16
3s它们相距最远,最远距离为92m
点评:
本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动规律的综合运用.
考点点评: 本题考查牛顿第二定律和运动学公式,第(3)在分别研究两物体运动情况的基础上,关键要抓住两物体之间的关系,比如速度关系、位移关系.