問題詳情:
如圖所示,靜止放在光滑水平桌面上的紙帶,其上有一質量為m=0.1kg的鐵塊,它與紙帶右端的距離為L=0.5m,鐵塊與紙帶間動摩擦因數均為μ=0.1.現用力F水平向左將紙帶從鐵塊下抽出,當紙帶全部抽出時鐵塊恰好到達桌面邊緣,鐵塊拋出後落地點離拋出點的水平距離為s=0.8m.已知g=10m/s2,桌面高度為H=0.8m,不計紙帶質量,不計鐵塊大小,鐵塊不滾動.求:
(1)鐵塊拋出時速度大小V
(2)紙帶從鐵塊下抽出所用時間t1
(3)未抽紙帶前,鐵塊到桌子左邊的距離X和紙帶抽出過程產生的內能E.
【回答】
考點: 功能關係;牛頓第二定律.
分析: (1)鐵塊離開桌面後做平拋運動,根據分位移公式列式求解得到初速度;
(2)對鐵塊受力分析,根據牛頓第二定律求出加速度,然後根據位移公式求得鐵塊直線加速的時間.
(3)運用功能關係,紙帶抽出後相對鐵塊的位移與摩擦力做的功,即為產生的內能.
解答: 解:(1)豎直方向:H=gt2
水平方向:s=vt
聯立解得:v=2 m/s
(2)設鐵塊的加速度為a,由牛頓第二定律,得:μmg=ma
紙帶抽出時,鐵塊的速度為:v=at1
聯立解得:t1=2 s
(3)由v2=2a x 代入數據得:x=2m
由功能關係可得:E=μmg(x+L)﹣μmgx=μmgsL=0.05 J
答:(1)鐵塊拋出時速度大小為2m/s
(2)紙帶從鐵塊下抽出所用時間為2 s
(3)紙帶抽出過程產生的內能為0.05 J
點評: 本題關鍵是先分析清楚物體的運動情況,然後運用平拋運動的分位移公式、牛頓運動定律和運動學公式聯立列式求解;同時由功能關係及相對位移求產生的內能.
知識點:牛頓第二定律
題型:計算題