如图所示,质量为M的长木板,静止放置在粗糙水平地面上,有一个质量为m、可视为质点的物块,以某一水平初速度从左端冲上木板.

2个回答

  • 解题思路:(1)v-t图象中,倾斜的直线表示匀变速直线运动,斜率表示加速度;

    (2)对三个阶段分别用牛顿第二定律列式即可求得质量之间的关系;

    (3)图象与坐标轴围成的面积表示位移,由v-t图可以看出,物块相对于长木板滑行的距离△s对应图中△abc的面积.

    (1)由v-t图象可求出物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小a1=[10−4/4] m/s2=1.5 m/s2

    木板开始做匀加速直线运动的加速度大小a2=[4−0/4]m/s2=1 m/s2

    达到同速后一起匀减速运动的加速度大小a3=[4−0/8]m/s2=0.5 m/s2

    (2)对m冲上木板减速阶段:μ1mg=ma1

    对M向前加速阶段:μ1mg-μ2(m+M)g=Ma2

    物块和木板达到共同速度后向前减速阶段:μ2(m+M)g=(M+m)a3

    以上三式联立可得:[m/M]=[3/2].

    (3)由v-t图可以看出,物块相对于长木板滑行的距离△s对应图中△abc的面积,故△s=10×4×[1/2]m=20 m

    答:(1)三个阶段的加速度分别为:1.5 m/s2;1 m/s2;0.5 m/s2

    (2)物块质量m与长木板质量M之比为3:2;

    (3)物块相对长木板滑行的距离△s为20 m

    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;匀变速直线运动的图像.

    考点点评: 本题是速度--时间图象的应用,要明确斜率的含义,知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义,能根据图象读取有用信息.

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