质量为m=1kg的木块静止在高h=1.2m的平台上,木块与平台间的动摩擦因数如图所示,质量为m=1kg的木块静止在高h=1.2m的平台上,木块与平台间的动摩擦因数μ=0.2,用水平推力F=20N,使木块产生位移s1=3m时撤去,木块又滑行s2=1m时飞出平台,求木块落地时速度的大小?( )

问题描述:

质量为m=1kg的木块静止在高h=1.2m的平台上,木块与平台间的动摩擦因数
如图所示,质量为m=1kg的木块静止在高h=1.2m的
平台上,木块与平台间的动摩擦因数μ=0.2,用水平推力F=20N,
使木块产生位移s1=3m时撤去,木块又滑行s2=1m时飞出平台,
求木块落地时速度的大小?( )

解析:
取木块为研究对象.其运动分三个阶段,先匀加速前进s1,后匀减速s2,再做平抛运动,用牛顿定律来解,计算麻烦,而物体在各阶段运动中受力情况明确,宜用动能定理求解。
设木块落地时的速度为v,各力做功情况分别为:
W(F)=FS
-W(f)=-μmg(S1+S2)
W(G)=mgh
由动能定理:W合=ΔEk
得FS-μmg(S1+S2)+mgh=1/2(mv^(2))
代入数据得:V=8√2 M/S
点评:
动能定理只涉及物体运动的始末动能及外力做功,故只需明确物体运动的始末状态,及各外力在运动过程中做功情况,进而求出合外力功,即可用动能定理求解。由于未涉及物体运动时间和加速度等,故应用动能定理解题较为简便实用。

推力做功:F×s1=60J
摩擦力做功:0.2×1×9.8×(3+1)=7.84J
木块落地动能:60-7.84+1×9.8×1.2=63.92J
之后63.92=0.5mv2
v=11.3