如图所示,质量为M=4千克,长度为L=2米的小车在一个F=8牛的水平向右的拉力作用下,以速度v0=4米/秒沿水平光滑地面向右做匀速直线运动.在某时刻将质量为m=1千克的小铁块轻轻地-物理

题目简介

如图所示,质量为M=4千克,长度为L=2米的小车在一个F=8牛的水平向右的拉力作用下,以速度v0=4米/秒沿水平光滑地面向右做匀速直线运动.在某时刻将质量为m=1千克的小铁块轻轻地-物理

题目详情

如图所示,质量为M=4千克,长度为L=2米的小车在一个F=8牛的水平向右的拉力作用下,以速度v0=4米/秒沿水平光滑地面向右做匀速直线运动.在某时刻将质量为m=1千克的小铁块轻轻地放在长木板的最右端,若小铁块与木板间的滑动摩擦系数为μ=0.2,小铁块可视为质点,g取10米/秒2.求:在小铁块从开始放上木板至滑下的过程中,此系统产生的内能为多少?
题型:问答题难度:中档来源:不详

答案

在水平方向上,M受到拉力与m对它的摩擦力,则加速度:a1=class="stub"F-μmg
M
=class="stub"8-0.2×10
4
m/s2=1.5m/s2

m受到的摩擦力提供加速度:a2=class="stub"μmg
m
=μg=0.2×10m/s2=2m/s2

当两个物体的速度相等时:v0-a1t=a2t
得:t=
v0
a2-a1
=class="stub"4
2-1.5
s=8
s
该时间内,小车的位移:x1=v0t+class="stub"1
2
a1t2=4×8+class="stub"1
2
×1.5×82=80
m
滑块的位移:x2=class="stub"1
2
a2t2=class="stub"1
2
×2×82=64
m
由于:x2<x1-L
所以它们在到达系统的速度之前,滑块已经从小车上滑落,所以它们的相对位移等于L,系统产生的内能:
Q=f•L=μmg•L=0.2×10×2J=4J
答:系统产生的内能是4J

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