一長木板在水平地面上運動，在t=0時刻將一相對於地面靜止的物塊輕放到木板上，以後木板運動的速度－時間影象如圖所...

問題詳情：

一長木板在水平地面上運動，在t=0時刻將一相對於地面靜止的物塊輕放到木板上，以後木板運動的速度－時間影象如圖所示．已知物塊與木板的質量相等，物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦，物塊與木板間的最大靜摩擦力等於滑動摩擦力，且物塊始終在木板上．取重力加速度的大小g=10ｍ/s2.求：

（1）物塊與木板間、木板與地面間的動摩擦因數；

（2）從t=0時刻到物塊與木板均停止運動時，物塊相對於木板的位移的大小．

【回答】

（1）0.20 ， 0.30 （2）s=1.125m

【解析】

試題分析：（1）設物塊與木板間、木板與地面間的動摩擦因數分別為μ1和μ2，木板與物塊的質量均為m．

v-t的斜率等於物體的加速度，則得：

在0-0．5s時間內，木板的加速度大小為．

對木板：地面給它的滑動摩擦力方向與速度相反，物塊對它的滑動摩擦力也與速度相反，則由牛頓第二定律得μ1mg+μ2•2mg=ma1，①

對物塊：0-0．5s內，物塊初速度為零的做勻加速直線運動，加速度大小為 a2=μ1g

t=0．5s時速度為v=1m/s，則 v=a2t ②

由①②解得μ1=0．20，μ2=0．30

（2）0．5s後兩個物體都做勻減速運動，假設兩者相對靜止，一起做勻減速運動，加速度大小為a=μ2g

由於物塊的最大靜摩擦力μ1mg＜μ2mg，所以物塊與木板不能相對靜止．

根據牛頓第二定律可知，物塊勻減速運動的加速度大小等於a2=μ1g=2m/s2．

0．5s後物塊對木板的滑動摩擦力方向與速度方向相同，則木板的加速度大小為

故整個過程中木板的位移大小為

物塊的位移大小為

所以物塊相對於木板的位移的大小為s=x1-x2=1．125m

考點：牛頓第二定律的應用

【名師點睛】本題首先要掌握v-t圖象的物理意義，由斜率求出物體的加速度，其次要根據牛頓第二定律判斷速度相等後兩物體的運動情況，再由運動學公式求解相對位移．

知識點：牛頓運動定律的應用

題型：解答題