如图所示,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以向右的初速度v0滑上木板B的上表面,忽略物体A的大小,已知A与B之间的动摩擦因

◎ 题目

如图所示,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以向右的初速度v0滑上木板B的上表面,忽略物体A的大小,已知A与B之间的动摩擦因数μ=0.2,取重力加速度g=10m/s2.试求:

魔方格

(1)现使B固定在地面上,令A在B上运动的末速度为v,试确定函数v(v0)的解析式,并大致画出v-v0图线.
(2)若v0=4m/s,且B可在地面自由滑动,在A滑上B的同时,给B施加一个水平向右的恒定拉力F.
①假设F=5N,求物体A从开始运动到距离小车左端最远处所需时间;
②若要使A不至于从B上滑落,拉力F大小应满足什么条件?

◎ 答案


魔方格
(1)由运动学公式L=
v02-v2
2μg

v=

v02-2μgL

因此有v=

0

v02-4
(v0≤2m/s)
(v0≥2m/s)

大致如图(2m/s以外部分为双曲线的一部分).
(2)①对A有μmg=maA…①得aA=μg=2 m/s2              
木板B作加速运动,有F+μmg=MaB,…②得:aB=14 m/s2     
两者速度相同时,有v0-aAt=aBt,得:t=0.25s                        
②物体A不从B 右端滑落的临界条件是A到达B的右端时,A、B具有共同的速度v1
则:
v02-
v21
2aA
=
v21
2aB
+L

又:
v0-
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