题目
两套完全相同的小物块和轨道系统固定在水平桌面上。物块质量m=1kg,轨道长度l=2m,物块与轨道之间动摩擦因数μ=0.2现用水平拉力F1=8N、F2=4N同时拉两个物块,分别作用一段距离后撤去,使两物块都能从静止出发,运动到轨道另一端时恰好停止。(g=10m/s2)求:
(1)
在F1作用下的小物块加速度a1多大?
(2)
F1作用了多少位移s1?
(3)
从两物块运动时开始计时直到都停止,除了物块在轨道两端速度都为零之外,另有某时刻t两物块速度相同,则t为多少?
答案: 解:根据牛顿第二定律得F1−μmg=ma1解得a1=6m/s2
解:物块1先加速后减速,减速运动的加速度大小为a0=μmgm=μg=2m/s2从静止开始运动达到最大速度的时间为t1,则12a1t12+(a1t1)22a0=l代入数据解得t1=66sF1作用位移x1=12a1t12=12m
解:同理可得,物块2加速运动和减速运动的加速度大小均为a2=F2−μmgm=μmgm=2m/s2由题意可判断两物块速度相等时,物块1正在减速,物块2正在加速,设此时刻为t,则a1t1−a0(t−t1)=a2t代入数据得t=63s