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如图所示,2kg的物体放在水平地面上,物体离墙20m,现用30N的水平力作用于此物体,经过2s可到达墙边,若仍用30N的力作用于此物体,求使物体到这墙边作用力的最短作用时间?
分析:通过受力分析,由运动学公式求出在力F作用下的加速度,再由牛顿第二定律求出物体受到的摩擦力;当撤去外力时求解出此时的加速度由运动学公式求出时间
解答:解:在力F作用下,由x=
1
2
at2
得:
a=
2x
t2
=
2×20
22
m/s2
=10m/s2
由牛顿第二定律得:F-f=ma
f=F-ma=30N-2×10N=10N
当撤去外力时,产生的加速度为:
a′=
-f
m
=-5m/s2
要使力F作用时间最短,则物体刚好运动到墙边静止
设力F作用的最短时间为t,在力F作用下通过的位移为:x1=
1
2
at2
…①
达到的最大速度为:v=at…②
减速时运动的位移为:2a′x2=0-v2…③
x1+x2=x…④
①②③④联立解得:t=(
5
-1
)s
答:最短时间为(
5
-1
)s
点评:本题主要考查牛顿第二定律和运动学公式,注意公式的灵活应用,最终判断出物体刚好到达墙边时的速度.
练习册系列答案
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(2012?安徽)如图所示,装置的左边是足够长的光滑水平面,一轻质弹簧左端固定,右端连接着质量 M=2kg的小物块A.装置的中间是水平传送带,它与左右两边的台面等高,并能平滑对接.传送带始终以u=2m/s 的速率逆时针转动.装置的右边是一光滑的曲面,质量m=1kg的小物块B从其上距水平台面h=1.0m处由静止释放.已知物块B与传送带之间的摩擦因数μ=0.2,l=1.0m.设物块A、B中间发生的是对心弹性碰撞,第一次碰撞前物块A静止且处于平衡状态.取g=10m/s2
(1)求物块B与物块A第一次碰撞前速度大小;
(2)通过计算说明物块B与物块A第一次碰撞后能否运动到右边曲面上?
(3)如果物块A、B每次碰撞后,物块A再回到平衡位置时都会立即被锁定,而当他们再次碰撞前锁定被解除,试求出物块B第n次碰撞后的运动速度大小.

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如图所示,固定的光滑平台上固定有光滑的半圆轨道,轨道半径R=0.6m.平台上静止着两个滑块A、B,mA=0.1Kg,mB=0.2Kg,两滑块间夹有少量炸药,平台右侧有一带挡板的小车,静止在光滑的水平地面上.小车质量为M=0.3Kg,车面与平台的台面等高,车面左侧粗糙部分长度为L=0.8m,动摩擦因数为μ=0.2,右侧拴接一轻质弹簧,弹簧自然长度所在处车面光滑.点燃炸药后,A滑块到达轨道最高点时对轨道的压力大小恰好等于A滑块的重力,滑块B冲上小车.两滑块都可以看作质点,炸药的质量忽略不计,爆炸的时间极短,爆炸后两个物块的速度方向在同一水平直线上,且g=10m/s2.求:
(1)滑块在半圆轨道最低点对轨道的压力
(2)炸药爆炸后滑块B的速度大小
(3)滑块B滑上小车后的运动过程中弹簧的最大弹性势能.

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精英家教网质量m=2kg的物块放在粗糙水平面上,在水平拉力的作用下由静止开始运动,物块动能Ek与其发生位移x之间的关系如图所示.已知物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g取10m/s2,则下列说法中正确的是(  )

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精英家教网质量分别为2kg和3kg的物块A、B放在光滑水平面上并用轻质弹簧相连,如图所示,今对物块A、B分别施以方向相反的水平力F1、F2,且F1=20N、F2=10N,则下列说法正确的是(  )
A、弹簧的弹力大小为16NB、如果只有F1作用,则弹簧的弹力大小变为12NC、若把弹簧换成轻质绳,则绳对物体的拉力大小为零D、若F1=10 N、F2=20 N,则弹簧的弹力大小不变

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精英家教网如图所示,光滑的水平面上,用弹簧相连的质量均为2kg的a、b两物块都以v0=6m/s的速度向右运动,弹簧处于原长,质量为4kg的物块C静止在正前方,如图所示.b与c碰撞后二者粘在一起运动,在以后的运动中,
(1)弹簧最短时a的速度是多少?
(2)弹簧的弹性势能最大为多少?
(3)物块a的最小速度是多少?

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