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(勻變速直線運動＋受力分析＋牛頓第二定律＋功＋功能關系)如圖所示，質量M＝4 kg的木板B靜止于光滑的水平面上，其左端帶有擋板，上表面長L＝1 m，木板右端放置一個質量m＝2 kg的木塊A(可視為質點)，A與B之間的動摩擦因素μ＝0.2．現在對木板B施加一個水平向右的恒力F＝14 N，使B向右加速運動，經過一段時間后，木塊A將與木板B左側的擋板相碰撞，在碰撞前的瞬間撤去水平恒力F．已知該碰撞過程時間極短且無機械能損失，假設A、B間的最大靜摩擦力跟滑動摩擦力相等，g取10 m/s²．，試求：

(1)撤去水平恒力F的瞬間A、B兩物體的速度大小v_A、V_B分別多大；

(2)此過程F所做的功；

(3)撤去水平恒力F前因摩擦產生的熱量．

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一、選擇題

題號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

答案

B

A

C

C

B

D

C

A

C

D

B

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

D

D

A

A

D

D

C

A

A

D

A

C

二、填空與實驗

24．1×10^-2N    豎直向下    

25．(1) 0.1s　  　　(2)0.323m/s     (3)0.78m/s²　

三．計算或論述

26．每問2分. (1)50J;    (2)300J;    (3)350J

27．⑴h=gt²=×10×2²m=20m------------------------2分

⑵2s末。V_y= gt=20m/s------------------------------1分

         V_x= V₀        ------------------------------1分

V==25m/s------------------------------1分

V₀=15m/s-----------------------------------1分

28．（9分）解：

⑴對木塊受力分析，由牛頓第二定律有：

     F-F_f=ma--------------------------------------------------1分

     a=( F-F_f)/m----------------------------------------------1分

     v=at=( F-F_f)t/m=4m/s-------------------------------------1分

⑵木塊在第2個2秒內僅在摩擦力作用下做勻減速運動, a^,=μg=2m/s------1分

由對稱性知,第2 個2 秒內位移與第1個2秒內位移相等,所以4秒內木塊總位移:

S=s₁+s₂=8+8=16m-----------------------------------------------2分

⑶通過畫v―t圖象知，第2 個4秒內位移與第1個4秒內位移相等,所以8秒內總位移是s^,=32m，8秒內始終有摩擦力作用在木塊上，方向與運動方向相反，且大小不變為2N，故8秒內摩擦力做功為（分析2分）

     W_f= -F_fs^,=-2×32=-64J-------------------------------------1分