[解析] (1)设物体在力F作用过程中受到的滑动摩擦力为Ff,加速度为a1,则Ff=μmg。根据牛顿第二定律,有F-Ff=ma1
解得a1=2m/s2
(2)设撤去力F时物体的速度为v,由运动学公式 v2=2a1x 解得v=4.0m/s
(3)设撤去力F后物体的加速度为a2,根据牛顿第二定律,有Ff=ma2 解得a2=4m/s2
v
由匀变速直线运动公式得t= a2解得t=1s
12.(2014·河西区)如图所示,质量M=8kg的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平推力F=8N,当小车向右运动的速度达到1.5m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m=2kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长(取g=10m/s2)。求:
(1)放上小物块瞬间,小物块与小车的加速度大小; (2)经多长时间两者达到相同的速度?
(3)从小物块放上小车开始,经过t=1.5s小物块通过的位移大小。 [答案] (1)0.5m/s2 (2)1s (3)2.1m [解析] (1)小物块的加速度am=μg=2m/s2 小车的加速度aM=(2)由amt=v0+aMt 得t=1s
(3)在开始1s内小物块的位移 1
s1=amt2=1m
2
此时其速度v=at=2m/s
在接下来的0.5s小物块与小车相对静止,一起做加速运动且加速度 Fa==0.8m/s2 M+m
1
这0.5s内的位移s2=vt1+at2=1.1m
21
F-μmg
=0.5m/s2 M
则小物块通过的总位移s=s1+s2=2.1m
13.(2014·云南第一次统一检测)如图所示,质量M=1kg的木块A静止在水平地面上,在木块的左端放置一个质量m=1kg的铁块B(大小可忽略),铁块与木块间的动摩擦因数μ1=0.3,木块长L=1m,用F=5N的水平恒力作用在铁块上,g取10m/s2。
(1)若水平地面光滑,计算说明两物块间是否发生相对滑动。
(2)若木块与水平地面间的动摩擦因数μ2=0.1,求铁块运动到木块右端的时间。 [答案] (1)不会 (2)2s [解析] (1)A、B之间的最大静摩擦力为 fm>μ1mg=0.3×1×10N=3N 假设A、B之间不发生相对滑动,则 对A、B整体: F=(M+m)a 对B:fAB=ma 解得:fAB=2.5N
因fAB 21xB=aBt2 2解得:t=2s