一道高中物理题卡壳了,解析看不懂一块足够长的白板,位于水平桌面上,处于静止状态.一石墨块(可视为质点)静止在白板上.石墨块与白板间有摩擦,滑动摩擦系数为μ.突然,使白板以恒定
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/07/03 13:59:20
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一道高中物理题卡壳了,解析看不懂一块足够长的白板,位于水平桌面上,处于静止状态.一石墨块(可视为质点)静止在白板上.石墨块与白板间有摩擦,滑动摩擦系数为μ.突然,使白板以恒定
一道高中物理题卡壳了,解析看不懂
一块足够长的白板,位于水平桌面上,处于静止状态.一石墨块(可视为质点)静止在白板上.石墨块与白板间有摩擦,滑动摩擦系数为μ.突然,使白板以恒定的速度v0做匀速直线运动,石墨块将在板上划下黑色痕迹.经过某段时间t,令白板突然停下,以后不再运动.在最后石墨块也不再运动时,白板上黑色痕迹的长度可能是(已知重力加速度为g,不计石墨与板摩擦划痕过程中损失的质量)( )
A..v202μgB.v20μgC.v0t-12μgt2D.v0t
我看了解析,解析说经过时间t后,白板静止后,石墨做减速运动,加速度大小不变,故相对白板沿原路返回,故白板上黑色痕迹的长度等于加速时相对薄板的位移.为什么白板静止后的位移等于相对位移?静止前的位移是vt-s 静止后不应该是s吗?哪里相等?
一道高中物理题卡壳了,解析看不懂一块足够长的白板,位于水平桌面上,处于静止状态.一石墨块(可视为质点)静止在白板上.石墨块与白板间有摩擦,滑动摩擦系数为μ.突然,使白板以恒定
先说你的做法:
s;从你的式子来看,这里的 s 应该只是石墨相对于桌面匀加速(或匀减速)过程中的位移;因为:
相对于桌面,石墨只有以同样大小的加速度,分别做(初速度和末速度交叉相等的)加速运动和减速运动,才能产生完全相等的位移.但是:
v·t(准确地说是 v0·t);t 是白板运动的总时间,那么 v0·t 就是白板的总位移了.要知道,它可能还包含 “石墨与白板以 v0 速度一起匀速前进” 的这段位移.这样一来,v0·t - s 这个式子就没什么意义了.
因此,我们需要设石墨纯加速(或减速)运动的时间为 t1,那么:
s =(1/2)·a·t1²;其中,加速度 a = μg 是摩擦力产生的,固定不变;
因为,当石墨与白板一起同速运动时,是不会产生划痕的,所以只需考虑石墨纯加速和纯减速两个过程中,石墨与白板的相对位移是否相等,即:
v0·t1 - s 和 s 是否相等?
分析:根据 t1 我们可以求出石墨加速的最终速度:
v1 = a·t1;
如果:
(1)v1 = v0;即:石墨确实增加到与白板相同的速度,甚至还和白板一起前进了一段时间.不过一起前进时,不会产生划痕,可不作考虑.只说加速过程:
v1 = a·t1 = v0;
所以:
s =(1/2)·a·t1² =(1/2)·(a·t1)·t1 =(1/2)·v0·t1;
这恰好是白板的位移 v0·t1 的一半.所以:
v0·t1 - s = s 是成立的.
此时可以求出划痕的长度,即 s 的值:
s = (1/2)·a·t1² = (1/2)·a·(v0/a)² = v0² /(2·a);
所以,选项 A 就是一种可能的结果.
(2)v1 < v0;即:石墨还没有达到白板的速度,白板就停止运动了;那么,白板运动的总时间 t,就与石墨纯加速(或纯减速)运动的时间 t1 是相等的,即:
t1 = t;
所以:
v1 = a·t1 = a·t < v0;
所以:
s =(1/2)·(a·t)·t <(1/2)·v0·t;
即:s 小于白板位移 v0·t 的一半,那么 2 个 s 必然小于 v0·t 本身.即:
在整个运动过程(只包含石墨的加速过程和减速过程)中,石墨前进的总位移,小于白板前进的位移.所以最后,石墨必然落在原位置之前,无法返回原来(在白板上)的位置.——你所考虑的应该就是这第种情况吧?从上面的结论可知:
v0·t - s > s;
即:加速过程中,石墨和白板的相对位移,要大于减速过程中的相对位移,所以,前者决定了划痕的长度:
v0·t - s = v0·t -(1/2)·a·t²;
所以,选项 C 也是一种可能的结果;
如果是多选题,应该选 A、C;不过从题目的解析来看,它没有考虑第二种情况,这确实是一大问题.
石墨加速运动的时候是相对于薄板向后运动的,因为加速运动的时候速度小于薄板,之后薄板停止运动,石墨有向前的速度,故向前减速运动,位移与加速运动时的位移大小一样,方向相反,解析是对的
解析很坑爹。。。教你一个简单明快的方法 :画图。画vt图像,长度就是面积。方法绝对好用,很多麻烦的题都可以这样做。
这就是个传送带的模型
当白板匀速运动
对石墨块:摩擦力与白板的运动方向相同,加速度为a=ug
设运动时间为t
讨论:t时间刚好加速到与白板速度相等,V0=at
t=vo/ug
石墨块对地的位移v0^2=2as1得s1=v0^2/2ug
对白板:s2=V0t=vo^2/ug
故石墨块相对于白板向后运动,运动的位移s=s2-s1=vo^2...
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这就是个传送带的模型
当白板匀速运动
对石墨块:摩擦力与白板的运动方向相同,加速度为a=ug
设运动时间为t
讨论:t时间刚好加速到与白板速度相等,V0=at
t=vo/ug
石墨块对地的位移v0^2=2as1得s1=v0^2/2ug
对白板:s2=V0t=vo^2/ug
故石墨块相对于白板向后运动,运动的位移s=s2-s1=vo^2/ug这个位移就是划痕
当白板突然停止,石墨又以ug的加速度向前减速,加速度方向不变,石墨块相对于地向前,最后停止,前进的距离0-v0^2=-2as3得s3=s1,所以划痕是重复的,只能算一次。
同样方法分析,还没到与白板速度相同的情况
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