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  • （2008?福州模拟）如图所示，静止在光滑水平面的木板B的质量M=2.0kg．长度L=2.0m．铁块A静止于木板的右端，其质量m=1.0kg，与木板间的动摩擦因数μ=0.2，并可看作质点．现给木板B施加一个水平向右的恒定拉力F=8.0N，使木板从铁块下方抽出，试求：（取g=10m/s2）（1）抽出木板所用的时间；（2）抽出木板时，铁块和木板的速度大小；（3）抽木板过程中克服摩擦使系统增加的内能．试题及答案-解答题-云返教育

      • 试题详情

      （2008?福州模拟）如图所示，静止在光滑水平面的木板B的质量M=2.0kg．长度L=2.0m．铁块A静止于木板的右端，其质量m=1.0kg，与木板间的动摩擦因数μ=0.2，并可看作质点．现给木板B施加一个水平向右的恒定拉力F=8.0N，使木板从铁块下方抽出，试求：（取g=10m/s2）
      （1）抽出木板所用的时间；
      （2）抽出木板时，铁块和木板的速度大小；
      （3）抽木板过程中克服摩擦使系统增加的内能．

      试题解答

      见解析
      ?解：（1）对铁块进行受力分析得：f=μN=μmg=0.2×1×10N=2N
      又：f=ma      1
      得：      a1=μg=0.2×10=2m/s2
      对木板有：F-f=Ma      2
      得：      a2=
      F-f
      M
      =
      8-2
      2
      m/s2=3m/s2
      抽出木板的过程中：
      铁块位移：      x1=
      1
      2
      a1t2
      木板位移：      x2=
      1
      2
      a2t2
      两位移之间的关系为：x      2=x1+L
      代入数据解得：t=
      √
      2L
      a2-a1
      =
      √
      2×2
      3-2
      s=2.0s
      （2）抽出木板的瞬间，铁块的速度大小为：v      1=a1t=2×2m/s=4m/s
      木板的速度大小为：v      2=a2t=3×2m/s=6m/s
      （3）恒定的拉力做功：W=Fx      2
      根据能量转化和守恒定律，系统内能增加：△E=W-
      1
      2
      mv
      2
      1
      -
      1
      2
      Mv
      2
      2
      代入数据解得：△E=4J
      答：（1）抽出木板所用的时间为2.0s；
      （2）抽出木板时，铁块的速度为4m/s，木板的速度大小为6m/s；
      （3）抽木板过程中克服摩擦使系统增加的内能为4J．
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