Question

如圖所示，靜止放在光滑水平桌面上的紙帶，其上有一質(zhì)量為m=0.1kg的鐵塊，它與紙帶右端的距離為L=0.5m，鐵塊與紙帶間動摩擦因數(shù)均為μ=0.1．現(xiàn)用力F水平向左將紙帶從鐵塊下抽出，當紙帶全部抽出時鐵塊恰好到達桌面邊緣，鐵塊拋出后落地點離拋出點的水平距離為s=0.8m．已知g=10m/s²，桌面高度為H=0.8m，不計紙帶質(zhì)量，不計鐵塊大小，鐵塊不滾動．求：

（1）鐵塊拋出時速度大小V

（2）紙帶從鐵塊下抽出所用時間t₁

（3）未抽紙帶前，鐵塊到桌子左邊的距離X和紙帶抽出過程產(chǎn)生的內(nèi)能E．

Answer 1

考點：  功能關(guān)系；牛頓第二定律．

分析：  （1）鐵塊離開桌面后做平拋運動，根據(jù)分位移公式列式求解得到初速度；

（2）對鐵塊受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，然后根據(jù)位移公式求得鐵塊直線加速的時間．

（3）運用功能關(guān)系，紙帶抽出后相對鐵塊的位移與摩擦力做的功，即為產(chǎn)生的內(nèi)能．

解答：  解：（1）豎直方向：H=gt²

水平方向：s=vt

聯(lián)立解得：v=2 m/s

（2）設鐵塊的加速度為a，由牛頓第二定律，得：μmg=ma

紙帶抽出時，鐵塊的速度為：v=at₁

聯(lián)立解得：t₁=2 s

（3）由v²=2a x 代入數(shù)據(jù)得：x=2m

由功能關(guān)系可得：E=μmg（x+L）﹣μmgx=μmgsL=0.05 J

答：（1）鐵塊拋出時速度大小為2m/s

（2）紙帶從鐵塊下抽出所用時間為2 s

（3）紙帶抽出過程產(chǎn)生的內(nèi)能為0.05 J

點評：  本題關(guān)鍵是先分析清楚物體的運動情況，然后運用平拋運動的分位移公式、牛頓運動定律和運動學公式聯(lián)立列式求解；同時由功能關(guān)系及相對位移求產(chǎn)生的內(nèi)能．