某息视台在游乐园举行家庭搬运砖块比赛活动,比赛规则是向沿水平面做直线运动的小车上搬放砖块,每次只能将一块砖无初...
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某息视台在游乐园举行家庭搬运砖块比赛活动,比赛规则是向沿水平面做直线运动的小车上搬放砖块,每次只能将一块砖无初速度(相对于地面、地放到车上,东停止时立即停止搬运,以车上砖块多少决定胜负.已知小车的上表面光淆且足够长,且小车与地面的动摩擦因数不变,比赛过程中车始终受到水平恒定的牵引力F=20 N的作用,未放砖块时车以v0=3.0 m/s匀速前进.某家庭上场比赛时母隔T=0.8s搬放一块砖.已知每块砖的质量 m==0.8 kg.从放上第一块砖开始计时,图乙中仪画出了0--0.8 s内车运动的v一t图象.整个过程中砖始终在车上未滑下,取g=10 m/2.求:
(])小左的质量及车与地而的动摩擦因数
(II)当小车停止时,车上有多少块砖?
【回答】
解析:(1)小车的上表面光滑,砖块相对地面始终保持静止状态,放上砖块后小车开始做匀减速运动,设小车与地面间的动摩擦因数为μ,未放砖块时μMg=F(1分)
放上第一块砖后,对小车有 F-μ(m+M)g=Ma1(1分)
即-μmg=Ma1
由v-t图象可知,Δv1=v1-v0=(2.8-3.0) m/s=-0.2 m/s
放上第一块砖后小车的加速度为a1=-0.25 m/s2(1分)
解得μ=0.25,M=8 kg.(1分)
(2)同理,放上第二块砖后,对小车有 -2μmg=Ma2
a2=-0.5 m/s2 (1分)
0.8 s内速度改变量Δv2=a2T=-0.4 m/s(1分)
放上第三块砖后小车的加速度为a3=-3×0.25 m/s2=-0.75 m/s2
0.8 s内速度改变量Δv3=-3×0.2 m/s=-0.6 m/s(1分)
则放上第n块砖后小车的加速度an=-n×0.25 m/s2(n=1,2,3,…)(1分)
0.8 s内速度改变量Δvn=-n×0.2 m/s(n=1,2,3,…)(1分)
所以Δv=Δv1+Δv2+Δv3+…+Δvn=-(1+2+3+…+n)×0.2 m/s(1分)
而Δv=0-3 m/s=-3 m/s,(1分)
联立解得n=5.(1分)
即当小车停止时,车上有5块砖.
*:(1)8 kg 0.25 (2)5块
知识点:牛顿运动定律的应用
题型:计算题
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