问题标题:
【(2005•南通模拟)如图所示,质量M=4kg的木板AB静止放在光滑水平上,木板右端B点固定着一根轻质弹簧,弹簧自由端在C点,C到木板左端的距离L=0.5m,质量m=1kg的小木块(可视为质点)静止在】
问题描述:
(2005•南通模拟)如图所示,质量M=4kg的木板AB静止放在光滑水平上,木板右端B点固定着一根轻质弹簧,弹簧自由端在C点,C到木板左端的距离L=0.5m,质量m=1kg的小木块(可视为质点)静止在木板的左端,其与木板间的动摩擦因数μ=0.2.木板AB受到水平向左的恒力F=14N,作用时间t后撤去,恒力F撤去时小木块恰好到达弹簧的自由端C处,此后的运动过程中弹簧的最大压缩量x=5cm,取g=10m/s2.试求:
(1)水平恒力F作用的时间
(2)弹簧的最大弹性势能
(3)通过计算确定小木块最终停在C点的左边还是右边,并求出整个运动过程中所产生的热量.
胡玉生回答:
(1)木板向左作初速度为零的匀加速运动,而小木块在摩擦力f=μmg的作用下也做初速度为零的匀加速运动,M,m的加速度分别为α1,α2
由牛顿第二定律得F-μmg=Mα1…①
μmg=Mα2…②
解①②得:α1=3m/s2,α2=2m/s2
撤去F时,木块刚好运动到C处,则运动学公式
得L=12α
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