如图所示,木板B静止在光滑水平面上,某时刻大小可忽略的物体A以v0=4m/s的初速度滑上木板B的上表面.已知A的质量m1=1kg,B的质量为m2=0.5kg,A与B之间的动摩擦因数μ=0.2.g取
◎ 题目
如图所示,木板B静止在光滑水平面上,某时刻大小可忽略的物体A以v0=4m/s的初速度滑上木板B的上表面.已知A的质量m1=1kg,B的质量为m2=0.5kg,A与B之间的动摩擦因数μ=0.2.g 取10m/s2. (1)若木板B长L=1m,为使A不致于从B的右端滑落,在A滑上B的同时,给B施加一个水平向右的拉力F,试求拉力F的最小值为多少? (2)木板B的长度存在某个值L0,若板长小于此值时无论F为多少,A最终都会滑离B,试求L0为多少? |
◎ 答案
(1)物体A滑上木板B以后,作匀减速运动,加速度:aA=μg…① 木板B作匀加速运动,有:F+μmg=m2aB…② 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vt, 设经过的时间为t,则:v0-aAt=aBt…③v0t-
由③、④式,可得:aB=
代入②式 得:F=m2aB-μm1g=0.5×6-0.2×1×10=1(N) 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. (2)当F较大时,在A与B具有相同的速度之后,A必须相对B静止,才能不会从B的左端滑落.即有:
所以:F=3N 若F大于3N,A就会相对B向左滑下. 当F=3N时,A滑到B的最右端并与B具有共同速度,此时对应的B的长度即为l0, 设经过t1时间A与B具有共同速度aB′=
由v0-aAt1=aBt1 得t1=
SA=v0t1-
SB=
又l0
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