小为g。求
f(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数;(2)满足训练要求的运动员的最小加速度。【答案】(1)
2v0v12svv2(2)10212gs02s0
【考点定位】牛顿第二定律;匀变速直线运动的规律【名师点睛】此题主要考查匀变速直线运动的基本规律的应用;分析物理过程,找到运动员和冰球之间的关联,并能灵活选取运动公式;难度中等。4.【2017新课标Ⅲ卷】(20分)如图,两个滑块A和B的质量分别为mA1kg和mB5kg,放在静止于水平地面上的木板的两端,两者与木板间的动摩擦因数均为μ105;木板的质量为m4kg,与地面间的动摩擦因数为μ201。某时刻A、B两滑块开始相向滑动,初速度大小均为v03ms。A、B相遇时,A与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g10ms。求
2
f(1)B与木板相对静止时,木板的速度;(2)A、B开始运动时,两者之间的距离。【答案】(1)1ms(2)19m【解析】(1)滑块A和B在木板上滑动时,木板也在地面上滑动。设A、B和木板所受的摩擦力大小分别为f1、f2和f3,A和B相对于地面的加速度大小分别是aA和aB,木板相对于地面的加速度大小为a1。在物块B与木板达到共同速度前有
f11mAg①
f21mBg②f32mAmBmg③
由牛顿第二定律得
f1mAaA④
f2mBaB⑤f2f1f3ma1⑥
设在t1时刻,B与木板达到共同速度,设大小为v1。由运动学公式有
v1v0aBt1⑦v1a1t1⑧
联立①②③④⑤⑥⑦⑧式,代入已知数据得v11ms⑨(2)在t1时间间隔内,B相对于地面移动的距离为sBv0t1
1aBt12⑩2
设在B与木板达到共同速度v1后,木板的加速度大小为a2,对于B与木板组成的体系,由牛顿第二定律有
f1f3mBma2
由①②④⑤式知,aAaB;再由⑦⑧可知,B与木板达到共同速度时,A的速度大小也为v1,但运动方向与木板相反。由题意知,A和B相遇时,A与木板的速度相同,设其大小为v2,设A的速度大小从v1变到v2所用时间为t2,则由运动学公式,对木板有v2v1a2t2对A有v2v1aAt2
f12a2t2212在(t1t2)时间间隔内,A相对地面移动的距离为sAv0t1t2aAt1t22
在t2时间间隔内,B(以及木板)相对地面移动的距离为s1v1t2
A和B相遇时,A与木板的速度也恰好相同。因此A和B开始运动时,两者之间的距离为
s0sAs1sB
联立以上各式,并代入数据得s019m(也可用如图的速度时间图线求解)
【考点定位】牛顿运动定r