搜搜考试网一道物理题,拜托用运动学公式求.
来源：学生作业帮 编辑：搜搜考试网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/07/17 15:45:17
一道物理题,拜托用运动学公式求.
长为L=1.0m．质量为M=1.0kg的木板AB静止放在光滑水平面上,在AB的左端面有一质量为m=1.0kg的小木块C(大小不计)．现以水平恒力F=20.0N作用于
C,使C由静止开始向右运动,作用一段距离后撤去水平力F,最终小木块恰好运动到长木板的右端.已知C与AB之间的动摩擦因数为μ=0.5.求水平力F做功多少?
长为L=1.0m．质量为M=1.0kg的木板AB静止放在光滑水平面上,在AB的左端面有一质量为m=1.0kg的小木块C(大小不计)．现以水平恒力F=20.0N作用于
C,使C由静止开始向右运动,作用一段距离后撤去水平力F,最终小木块恰好运动到长木板的右端.已知C与AB之间的动摩擦因数为μ=0.5.求水平力F做功多少?
整个运动过程分为两个阶段：
阶段一：在F以及滑动摩擦力的作用下,木块以加速度a1运动,在滑动摩擦力的作用下,木板以加速度a2运动,且a1=(F-f摩）/M=15m/s^2 ,a2=5m/s^2
阶段二：在滑动摩擦力的作用下,木块减速运动,木板加速度运动,最终达到共同的速度.
在这两个阶段里,力F做的功最终转化为两部分：克服摩擦力做的功W1和木块与木板的动能W2
设第一个阶段的时间为t,则 有：
F做的功：W＝F*S＝F*1/2*a1*t^2
W1=uMg*L
W2=1/2*(m+M)*V共^2
在阶段二中,(m+M)*V＝m*a1*t+M*a2*t
由于W＝W1+W2
F*1/2*a1*t^2＝uMg*L+1/2*(m+M)*V共^2
将已经数据代入上式可求得 t^2=0.1
W＝F*S＝F*1/2*a1*t^2=15j
再问： 有的糊涂，能用牛二解答嘛，我用牛二定理做答案总是差一点，我想看看我错哪里。
再答： 只用牛顿第二定律应该做不出来，因为这里要利用能量守恒来求第一阶段的时间t 你什么地方不明白啊？
再问： 那我说一下我的思路你帮我看下哪里错了：要求F做的功只要求出木块的位移，木块的位移=木板的距离在+木块的运动距离。木块在上面先加速在减速加速度分别是15和5，然后就可以求木块的运动时间和木板的运动时间，算出位移在乘个F。可答案算出来不对。。。
再答： 关键是第一阶段运动时间的求取，你是如何求的？
再问： 设木板和木块到达相同速度的时间是T，木块以15米每秒的加速度运动T1，由于木板一直以5的加速度运动所以末速度是5T所以5t=15t1-（t-t1）解得t=2t1然后根据运动学公式算出T1的平方=0.05错哪了
再答： t=2t1 ，这个你没有算错，但是你的t1^2＝0.05是如何计算出来的？
再问： 木块位移是一米，两端时间相等，加速度分别是15和5用x=0.5at的平方。
再答： x=0.5at的平方只能用来求木板运动的距离，而你用木板本身的长度来代替木板运动的距离，搞混了……。
再问： 什么意思？这个1m是相对的嘛？那该怎么求？
再答： 木块位移一米是相对的，用能量守恒的公式就可以求出呀，这个你们完全学过。 F*1/2*a1*t^2＝uMg*L+1/2*(m+M)*V共^2 式中V共可以换一种方法求出，就是用牛二定理 在第二阶段，二者加速度大小相同,最终速度相同，运动时间相同，因此有： a=(v共－v2)/t1=(v1-v共)/t1 可求得V共 代入上式，就只有t一个未知量了
阶段一：在F以及滑动摩擦力的作用下,木块以加速度a1运动,在滑动摩擦力的作用下,木板以加速度a2运动,且a1=(F-f摩）/M=15m/s^2 ,a2=5m/s^2
阶段二：在滑动摩擦力的作用下,木块减速运动,木板加速度运动,最终达到共同的速度.
在这两个阶段里,力F做的功最终转化为两部分：克服摩擦力做的功W1和木块与木板的动能W2
设第一个阶段的时间为t,则 有：
F做的功：W＝F*S＝F*1/2*a1*t^2
W1=uMg*L
W2=1/2*(m+M)*V共^2
在阶段二中,(m+M)*V＝m*a1*t+M*a2*t
由于W＝W1+W2
F*1/2*a1*t^2＝uMg*L+1/2*(m+M)*V共^2
将已经数据代入上式可求得 t^2=0.1
W＝F*S＝F*1/2*a1*t^2=15j
再问： 有的糊涂，能用牛二解答嘛，我用牛二定理做答案总是差一点，我想看看我错哪里。
再答： 只用牛顿第二定律应该做不出来，因为这里要利用能量守恒来求第一阶段的时间t 你什么地方不明白啊？
再问： 那我说一下我的思路你帮我看下哪里错了：要求F做的功只要求出木块的位移，木块的位移=木板的距离在+木块的运动距离。木块在上面先加速在减速加速度分别是15和5，然后就可以求木块的运动时间和木板的运动时间，算出位移在乘个F。可答案算出来不对。。。
再答： 关键是第一阶段运动时间的求取，你是如何求的？
再问： 设木板和木块到达相同速度的时间是T，木块以15米每秒的加速度运动T1，由于木板一直以5的加速度运动所以末速度是5T所以5t=15t1-（t-t1）解得t=2t1然后根据运动学公式算出T1的平方=0.05错哪了
再答： t=2t1 ，这个你没有算错，但是你的t1^2＝0.05是如何计算出来的？
再问： 木块位移是一米，两端时间相等，加速度分别是15和5用x=0.5at的平方。
再答： x=0.5at的平方只能用来求木板运动的距离，而你用木板本身的长度来代替木板运动的距离，搞混了……。
再问： 什么意思？这个1m是相对的嘛？那该怎么求？
再答： 木块位移一米是相对的，用能量守恒的公式就可以求出呀，这个你们完全学过。 F*1/2*a1*t^2＝uMg*L+1/2*(m+M)*V共^2 式中V共可以换一种方法求出，就是用牛二定理 在第二阶段，二者加速度大小相同,最终速度相同，运动时间相同，因此有： a=(v共－v2)/t1=(v1-v共)/t1 可求得V共 代入上式，就只有t一个未知量了