Question

如圖甲所示，水平光滑的桌面上靜止放置一條長為l=1.6m的紙帶，紙帶上正中間位置放置有一質(zhì)量為m=1.0kg的小鐵塊，紙帶的左邊恰好在桌面的左邊緣，小鐵塊與紙帶間的動摩擦因數(shù)為=0.1.現(xiàn)讓紙帶從t=0s時刻開始一直保持v=1m/s的速度向左勻速運(yùn)動.已知桌面高度為H="0.8" m，g=10m/s²，小鐵塊在運(yùn)動過程中不翻滾，不計空氣阻力．求：
（1）小鐵塊從開始運(yùn)動到桌面邊緣過程所經(jīng)歷的時間并在乙圖畫出此過程中小鐵塊的v—t圖象；
（2）小鐵塊拋出后落地點(diǎn)到拋出點(diǎn)的水平距離；
（3）小鐵塊從開始運(yùn)動到桌面邊緣過程中產(chǎn)生的內(nèi)能.

Answer 1

（1）

（2）s=0.4m（3）Q=0.5J解析:
（1）小鐵塊開始做勻加速運(yùn)動，由μmg=ma（1分） 得：a="1" m/s²
速度達(dá)到紙帶v=1m/s的速度所用時間 t₁= （1分）  得：t₁=1s
若小鐵塊1s內(nèi)一直做勻加速運(yùn)動，運(yùn)動的位移為s₁=at²   得：s₁=0.5m＜
由以上可知：小鐵塊先做勻加速運(yùn)動，后以v=1m/s的速度做勻速運(yùn)動，勻速運(yùn)動所用時間t₂==0.3s（1分）
小鐵塊從開始運(yùn)動到桌面邊緣過程所經(jīng)歷的時間（1分）
圖象如圖所示：（2分）
（2）水平方向：s=vt₀     豎直方向：H=         
 得：s=0.4m  （2分）
（3）紙帶在1s內(nèi)一直做勻速運(yùn)動，運(yùn)動的位移為
s₂=vt₁ （2分）得：s₂=1m
小鐵塊與紙帶間的相對位移為：△s= s₂－ s₁=0.5m（2分）
由功能關(guān)系可知：Q=μmg△s（2分）      
得：Q=0.5J（2分）