如图甲所示,有一倾角为30°的光滑固定斜面,斜面底端的水平面上放一质量为M的木板。开始时质量为m=1kg的滑块在水平向左的力F作用下静止在斜面上,今将水平力F变为水平向右,当滑块滑到木板上时撤去力F,木块滑上木板的过程不考虑能量损失。此后滑块和木板在水平上

admin2017-12-18  25

问题 如图甲所示,有一倾角为30°的光滑固定斜面,斜面底端的水平面上放一质量为M的木板。开始时质量为m=1kg的滑块在水平向左的力F作用下静止在斜面上,今将水平力F变为水平向右,当滑块滑到木板上时撤去力F,木块滑上木板的过程不考虑能量损失。此后滑块和木板在水平上运动的v—t图象如图乙所示,g=10m/s2。求:

木板的质量。

选项

答案设在整个过程中,地面对木板的摩擦力为f,滑块与木板间的摩擦力为f1。 由图乙知,滑块刚滑上木板时加速度为:a1=△v/△t=[*]=-4m/s2。 对滑块f1=ma1 ① 此时木板的加速度:a2=△v/△t=[*]=1m/s2 对木板:-f1-f=Ma2 ② 当滑块和木板速度相等,均为v=2m/s之后,二者一起做匀减速直线运动,加速度为:a3=△v/△t=[*]=-1m/s2 对整体:-f=(m+M)a3 ③ 联立①②③带入数据解得:M=1.5kg。

解析
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