5s末的速度 v1=at=2?5=10m/s
0?v1?10??5s?2撤去F后物体经t1停止 t1=a1
121a1t1?10?5?(?2)?52?25m2撤去F后物体的位移 X2=v1t.1+2
本题中我们根据物体受力的变化,将运动分为两个阶段,物体在两个阶段的加速度不同,
再由初始情况选择合适的运动学公式求解。 例46、水平传送带以4m/s的速度匀速运动,传送带两端AB间距为20m,将一质量为2Kg的木块无初速地放在A端,木块与传送带的动摩擦因数为0.2,求木块由A端运动到B端所用的时间。(g=10m/s2)
解析:物体无初速地放在A端则它的初速度为0,而传送带以4m/s的速度匀速运动,所以物体一定要相对传送带向后滑动,故物体受到向右的滑动摩擦力的作用而向右加速运动,但物体由A到B一直都在加速吗?这就需要判断物体速度达到与传送带相同时物体是否到达B点。
对木块受力分析如图
竖直方向物体处于平衡状态,FN=G 所以F?=?FN=0.2?20=4N
由F?=ma 得a=F?/m=4/2=2m/s2 设经t速度达到4m/s则 v=at t=v/a=4/2=2s
121at?2?22?4m由X1=2=2所以在没有到达B点以前物体速度达到与传送带相同,
剩余距离物体与传送带以相同速度匀速运行。
X2=X-X1=vt1 t1=(X-X1)/v=(20-4)/4=4s 木块由A端运动到B端所用的时间T=t+t1=2+4=6s
例47、木块A、木板B的质量分别为10Kg和20Kg, A、B间的动摩擦因数为0.20,地面光滑。设A、B间的滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等。木板B长2m,木块A静止在木板B的最右端,现用80N的水平拉力将木板B从木块A下抽出来需要多长时间?
(木块A可视为质点,g=10m/s2)
解析:本题涉及两个物体,要求解这类动力学问题,首先要找到AB两个物体运动学量的联系。
由图可知AB两物体在此过程中的位移差是B的长度L。
21
对A受力如图
竖直方向物体处于平衡状态,FN=G,所以F?F?=ma1 a1=F?/m=20/10=2m/s2 对B受力如图
=?FN=0.2?100=20N
竖直方向物体处于平衡状态合力为0,
F-F?=Ma2 a2=(F-F?)/M=(80-20)/20=3m/s2
1212a2t?a1t?L22则代入数据得t=2s
例48、质量为1kg,初速为10m/s的物体,沿粗糙水平面滑行,如图所示,物体与地面间
的动摩擦因数是0.2,同时还受到一个与运动方向相反,大小为3N的外力F 的作用,经3s后撤去外力,求物体滑行的总位移?
解析:对物体受力如图
竖直方向物体处于平衡状态,FN=G 所以F?=?FN=0.2?10=2N
F+F?=ma1 a1=(F+F?)/m=(3+2)/1=5m/s2 设初速方向为正则 a1=-5m/s2
经t1速度减小为0 则 0=v0+a1t1=10-5t1 t1=2s
X1?v0t1?12a1t12=10?2+0.5?(-5)?22=10m方向向右
2s后物体反向加速运动,受力如图
在第3s内F合=-F+F?=-3+2=-1N a=F合/m=-1m/s2
22
1a1t22第3s内的位移 X2=2=0.5?(-1)?12=-0.5m 第3s末的速度v2=at2=-1?1=-1m/s
此后撤去外力,物体受力如图
a2=F?/m=2/1=2m/s2
至停止运动需t3 则t3 =(0-v2)/a2=1/2=0.5s
1a2t32X3=v2t3+2=(-1)?0.5+0.5?2?0.52=-0.25m
X=X1+X2+X3=10+(-0.5)+(-0.25)=9.25m
23