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物体A的质量M=1kg,静止在光滑水平面上的平板车B的质量为m=0.5kg、长L=1m。某时刻A以v0=4m/s向右的初速度滑上木板B的上表面,在A滑上B的同时,给B施加一个水平向右的拉力。

网友投稿  2022-10-10 00:00:00  互联网

◎ 题目

物体A的质量M=1kg,静止在光滑水平面上的平板车B的质量为m=0.5kg、长L=1m。某时刻A以v0=4m/s向右的初速度滑上木板B的上表面,在A滑上B的同时,给B施加一个水平向右的拉力。忽略物体A的大小,已知A与B之间的动摩擦因数μ=0.2,试求:
(1)若F=5N,物体A在小车上运动时相对小车滑行的最大距离;在该过程中系统产生的热量
(2)如果要使A不至于从B上滑落,拉力F大小应满足的条件。

◎ 答案

(1)(7分)物体A滑上木板B以后,作匀减速运动,有μmg=maA 得aA=μg=2m/s2(1分)木板B作加速运动,有F+μmg=MaB,得:aB=14m/s2     (1分)
 两者速度相同时,有V0-aAt=aBt,得:t="0.25s         " (1分)
  A滑行距离:SA=V0t-aAt2/2=15/16m
  B滑行距离:SB=aBt2/2=7/16m
 最大距离:△s=SA-SB="0.5m            " (3分)
 产生的热量:Q=f△s=μmg△s="1J    " (1分)
(2)(7分)物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时,A、B具有共同的速度v1,则:   = +L     (2分)
又: =      (1分)
可得:aB=6(m/s2)
由F=m2aB-μm1g=1N(1分)
若F<1N,则A滑到B的右端时,速度仍大于B的速度,于是将从B上滑落,所以F必须大于等于1N。
当F较大时,在A到达B的右端之前,就与B具有相同的速度,之后,A必须相对B静止,才不会从B的左端滑落。即有:F=(m+m)a,μm1g=m1a
所以:F=3N
若F大于3N,A就会相对B向左滑下。
综上:力F应满足的条件是:1N≤F≤3N (3分)

◎ 解析

◎ 知识点

    专家分析,试题“物体A的质量M=1kg,静止在光滑水平面上的平板车B的质量为m=0.5kg、长L=1m。某时刻A以v0=4m/s向右的初速度滑上木板B的上表面,在A滑上B的同时,给B施加一个水平向右的拉力。…”主要考查了你对  【受力分析】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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