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如图所示 P为位于某一高度处的质量为m的物块 B为位于水平地面上的质量为M的特殊长平

时间:2021-11-04 04:43:17

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如图所示 P为位于某一高度处的质量为m的物块 B为位于水平地面上的质量为M的特殊长平

问题补充:

如图所示,P为位于某一高度处的质量为m的物块,B为位于水平地面上的质量为M的特殊长平板,=,平板与地面间的动摩擦因数μ=0.02,在平板的表面上方,存在一定厚度的“相互作用区域”,如图中划虚线的部分,当物块P进入相互作用区时,B便有竖直向上的恒力f作用于P,f=kmg,k=1?1,f对P的作用刚好使P不与B的上表面接触;在水平方向上P、B之间相互作用力.已知物块P开始下落的时刻,平板B向右的速度为V0=10m/s,P从开始下落到刚到达相互作用区所经历的时间为t0=2s.设B板足够长,保证物块P总能落入B板上方的相互作用区,取重力加速度g=10m/s2.求:

(1)物块P从开始自由下落到再次回到初始位置所经历的时间;

(2)当B开始停止运动的那一时刻,P已经回到初始位置多少次.

答案:

解:(1)物块P进入相互作用区域时的速度为V1,则

v1=gt0=20m/s????????????????????????????????

物块P从进入相互作用区域到速度减小为零的过程中,受到重力和平板的相互作用,设物块在相互作用区域内的下落的加速度为a,根据牛顿第二定律:

kmg-mg=ma

设在相互作用区域内的下落时间为t,根据运动学公式t=

而物块从开始下落到回到初始位置的时间T=2(t+t0)=t0=4.4s

(2)设在一个运动的周期T内,平板B的速度减小量为△v,根据动量定理有

μMg?2t0+μ(Mg+f)?2t=M△v

解得△v=2μgt0+2μg(1+)?t0

P回到初始位置的次数n==10.3

n应取整数,即n=10.????????????????????????????????????????????

答:(1)物块P从开始下落到再次回到初始位置所经历的时间为4.4s.

(2)从物块P开始下落到平板B的运动速度减小为零的这段时间内,P能回到初始位置的次数为10.

解析分析:(1)根据自由落体运动的公式求出物体P进入相互作用区域时的速度大小,结合牛顿第二定律求出进入相互作用区域的加速度,通过运动学公式,抓住运动的对称性求出物块P从开始下落到再次回到初始位置所经历的时间.

(2)根据动量定律求出在一个周期内动量的变化量,得出速度的变化量,从而通过整个过程中速度的变化量求出物块P开始下落到平板B的运动速度减小为零的这段时间内,P能回到初始位置的次数.

点评:本题综合考查了动量定理、牛顿第二定律、运动学公式等,综合性较强,难度中等,需加强这类题型的训练.

如图所示 P为位于某一高度处的质量为m的物块 B为位于水平地面上的质量为M的特殊长平板 = 平板与地面间的动摩擦因数μ=0.02 在平板的表面上方 存在一定厚度的“相

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