行李包前进距离x1=a1t2(1分) 传送带前进距离x2=vt(1分) 行李包相对传送带滑动的距离 Δx=x2-x1=0.1 m.(1分)
(2)行李包在斜面上时,根据牛顿第二定律,有 mgsin 37°-μ2mgcos 37°=ma2(2分) 行李包从斜面滑下过程,有0-v2=2a2x(1分) 解得x=1.25 m.(1分) 答案:(1)0.1 m (2)1.25 m
18.(13分)如图所示,一小木箱放在平板车的中部,距平板车的后端、驾驶室后端均为L=2.0 m,处于静止状态,木箱与平板车之间的动摩擦因数μ=0.40,现使平板车在水平路面上以加速度a0匀加速启动,速度达到v=6.0 m/s后接着做匀速直线运动,运动一段时间后匀减速刹车.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10 m/s2.
(1)若木箱与平板车保持相对静止,加速度a0大小满足什么条件? (2)若a0=6.0 m/s2,当木箱与平板车的速度都达到6.0 m/s时,求木箱在平板车上离驾驶室后端距离s;
(3)若在木箱速度刚达到6.0 m/s时平板车立即用恒定的阻力刹车,要使木箱不会撞到驾驶室,平板车刹车时的加速度大小a应满足什么条件?
解析:(1)木箱与车相对静止,加速度相同,设最大值为am,
由牛顿第二定律有 μmg=mam
解得am=4.0 m/s2,(1分)
即木箱与平板车保持相对静止,(1分) 加速度a0≤4.0 m/s2.(1分)
(2)由于a0=6.0 m/s2>4.0 m/s2,木箱与车发生相对滑动 木箱速度达到v=6 m/s所需的时间为 t1==1.5 s(1分)
木箱运动的位移x1=t1(1分)
平板车速度达到v=6 m/s所需的时间为 t2==1.0 s(1分)
平板车运动的位移x2=t2+v(t1-t2)(1分) 且有s=x2-x1+L(1分) 解得s=3.5 m.(1分) (3)木箱减速停止时的位移x3=
(1分)
平板车减速停止时的位移x4=(1分) 木箱不与车相碰应满足x3-x4≤s(1分) 解得a≤18 m/s2.(1分)
答案:(1)a0≤4.0 m/s2 (2)3.5 m (3)a≤18 m/s2
2021届高中物理一轮复习课时作业《牛顿运动定律》综合检测
