如图1所示,用固定的电动机水平拉着质量m=2kg的小物块和质量M=1kg的平板以相同的速度一起匀速水平向右,物块位于平板
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解题思路:(1)显然在0-2s内物体匀速运动,拉力等于地面对平板的摩擦力,根据P=FV求出物体所受的摩擦力,然后根据

f=μFN求出动摩擦因数μ.

(2)在t=2s后平板不动,物块所受的摩擦力为平板给他的滑动摩擦力,直到最后匀速运动摩擦力都保持不变,由P=FV可知物体匀速运动时的摩擦力从而求出物体在3s末所受的滑动摩擦力f2

(3)根据图象可知物体在t=2s后开始在平板上滑动,在6s时离开平板,故在平板上滑动4s,根据图象可知物体从平板上滑下时的速度为0.3m/s,拉力所做的功为Pt,物体对地的位移即平板的长度,从而可以知道摩擦力所做的功德表达式f2L.这样利用动能定理即可求出平板的长度L.

(1)在0~2s内两物体一起以0.5m/s的速度匀速运动,则有

P=F1v1

根据两物体匀速运动则有拉力等于摩擦力即F1=f

而地面的摩擦力f=μN=μ(M+m)g

代入数据得μ=0.2

(2)1s时刻,物块匀速,绳子的拉力等于平板对物块的静摩擦力,

又根据平板匀速运动可知物块对平板的静摩擦力等于对面对平板的滑动摩擦力

f1=μ(M+m)g=6N

由图可知从2s时开始平板撞到台阶上静止,故物块开始在平板上匀减速运动,故滑块所受的摩擦力为滑动摩擦力,故在静止前摩擦力的大小保持不变.

而3s时刻,物块在木板上滑动,所以滑块所受的摩擦力仍为滑动摩擦力.

因为最终物块再次匀速时速度

v2=0.3m/s

P=F2v2

故F1V1=F2V2

F2=f2=10N

(3)物块在平板上运动的时间为t=6-2=4s,

在整个过程中电机所做的功W=Pt,摩擦力始终为滑动摩擦力大小为f2=10N,

由动能定理

Pt-f2L=[1/2]mv22-[1/2m

v21]

得L=1.216m.

点评:

本题考点: 动能定理的应用;共点力平衡的条件及其应用;功率、平均功率和瞬时功率.

考点点评: 利用动能定理解题关键是要找准做功的力有哪些,在什么时间或哪段位移做功,初末位置对应的初末速度(或动能)是多少.