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如图所示,质量为M=2kg的足够长的长木板,静止放置在粗糙水平地面上,有一质量为m=3kg可视为质点的物块,以某一水平初速度v0从左端冲上木板.4s后物块和木板达到4m/s的速度并减速,12s末

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如图所示,质量为M=2kg的足够长的长木板,静止放置在粗糙水平地面上,有一质量为m=3kg可视为质点的物块,以某一水平初速度v0从左端冲上木板.4s后物块和木板达到4m/s的速度并减速,12s末两者同时静止.求物块的初速度并在图中画出物块和木板的v-t图象.
▼优质解答
答案和解析
由题意可知两个物体4s后一起减速
由运动学公式可知:
木板匀加速直线运动的加速度大小为
  aM=
△v
△t
=
4−0
4
m/s2=1m/s2
物块与木板一起匀减速运动的加速度大小为
  a=
△v′
△t′
=
4−0
12−4
m/s2=0.5m/s2
由牛顿第二定律可得:
  木板匀加速运动过程:f1-f2=MaM
  物块与木板减速运动过程:f2=(M+m)a
得到f1=(M+m)a+MaM=5×0.5N+2×1N=4.5N
前4s内:
    f1=mam
    v=v0-amt1
联立上述各式可得:v0=10m/s                
木板的v-t图象如图所示.
答:物块的初速度为10m/s2,画出物块和木板的v-t图象如图所示.
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