如图所示.物体A放在足够长的木板B上.木板B静止于水平面．t=0时.电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B.使它做初速度为零.加速度aB=1.0m/s2的匀加速直线运动．已知A的质量mA和B的质量mB均为2.0kg.A.B之间的动摩擦因数μ1=0.05.B与水平面之间的动摩擦因数μ2=0.1.最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等.重力加速度g取10m/s2� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

如图所示，物体A放在足够长的木板B上，木板B静止于水平面．t=0时，电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B，使它做初速度为零、加速度a_B=1.0m/s²的匀加速直线运动．已知A的质量m_A和B的质量m_B均为2.0kg，A、B之间的动摩擦因数μ₁=0.05，B与水平面之间的动摩擦因数μ₂=0.1，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度g取10m/s²．求
（1）物体A刚运动时的加速度a_A；
（2）t=1.0s时，电动机的输出功率P；
（3）若t=1.0s时，将电动机的输出功率立即调整为P′=5W，并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变，t=3.8s时物体A的速度为1.2m/s．则在t=1.0s到t=3.8s这段时间内木板B的位移为多少？

【答案】分析：（1）对物体A进行受力分析，水平方向只受摩擦力，根据牛顿第二定律就出a；
（2）电动机的输出功率P=Fv，对B进行受力分析，水平方向受到拉力F、地面对B的摩擦力、A对B的摩擦力，对B运用牛顿第二定律可解除F，根据运动学公式求出v，即可求得p；
（3）电动机的输出功率调整为5W时，根据P=Fv，求出F，对B进行受力分析，得出B受平衡力，所以B做匀速运动，而物体A则继续在B上做匀加速直线运动直到A、B速度相等，算出时间，算出位移s₁，速度相同后，由于F＞μ₂（m_A+m_B）g且电动机输出功率恒定，A、B将一起做加速度逐渐减小的变加速运动，根据动能定理求出位移s₂，木板B在t=1.0s到t=3.8s这段时间的位移s=s₁+s₂．
解答：解：（1）对物体A进行受力分析，水平方向只受摩擦力，根据牛顿第二定律得：
          f=μ₁m_Ag=m_Aa_A
          解得：a_A=0.5m/s²
   （2）对物体B进行受力分析，水平方向受到拉力F、地面对B的摩擦力、A对B的摩擦力，根据牛顿第二定律得：
         F-μ₁m_Ag-μ_2^（m_B+m_A）g=m_Ba_B
         带入数据解得：F=7N，
           v=a_Bt=1m/s
          所以P=Fv=7W
    （3）电动机的输出功率调整为5W时，设细绳对木板B的拉力为F′，则P′=F′v₁，代入数据解得F'=5N，
    对木板进行受力分析，木板B受力满足F′-μ₁m_Ag-μ₂（m_A+m_B）g=0
    所以木板B将做匀速直线运动，而物体A则继续在B上做匀加速直线运动直到A、B速度相等．
    设这一过程时间为t′，有v₁=a_A（t₁+t′），这段时间内B的位移 s₁=v₁t′，
    A、B速度相同后，由于F＞μ₂（m_A+m_B）g且电动机输出功率恒定，A、B将一起做加速度逐渐减小的变加速运动，
   由动能定理得：

，
由以上各式带入数据得：木板B在t=1.0s到t=3.8s这段时间的位移s=s₁+s₂=3.03m
答：（1）物体A刚运动时的加速度a_A为0.5m/s²；（2）t=1.0s时，电动机的输出功率P为7W；（3）在t=1.0s到t=3.8s这段时间内木板B的位移为3.03m．
点评：本题对受力分析的要求较高，要能根据受力情况判断运动情况，或根据运动情况判断受力情况，难度较大．

练习册系列答案

68所名校图书小升初高分夺冠真卷系列答案

伴你成长周周练月月测系列答案

小升初金卷导练系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>