如图所示,一块质量为M=2kg,长L=lm的匀质木板放在足够长的水平桌面上,初始时速度为零.板的最左端放置一个质量m=lkg的小物块,小物块与木板间的动摩擦因数为μ1=0.2,小物块
◎ 题目
如图所示,一块质量为M=2kg,长L=lm的匀质木板放在足够长的水平桌面上,初始时速度为零.板的最左端放置一个质量m=lkg的小物块,小物块与木板间的动摩擦因数为μ1=0.2,小物块上连接一根足够长的水平轻质细绳,细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮(细绳与滑轮间的摩擦不计,木板与滑轮之间距离足够长,g=10m/s2),要求: (1)若木板被固定,恒力F=4N向下拉绳,求小木块滑离木板时的速度大小v1; (2)若不固定木板,且板与桌面间光滑,某人仍以恒力F=4N向下拉绳,求小木块滑离木板时的速度大小v2; (3)若不固定木板,若板与桌面间有摩擦,某人以恒定速度v=1m/s向下拉绳,为使物块能从板的右端滑出,求板与桌面间的动摩擦因数μ2. |
◎ 答案
(1)对小物块受力分析 由牛顿第二定律:F-μ1mg=ma 得:a=2m/s2 由运动学公式:v12=2aL 得:v1=2m/s (2)对小物块、木板受力分析 由牛顿第二定律:F-μ1mg=ma1 得:a1=2m/s2 由:μ1mg=Ma2 得:a2=1m/s2 物块的位移:x1=
木板的位移:x2=
又:x1-x2=L 解得:t=
根据速度时间公式得:v2=a1t=2
(3)设物块在板上滑行的时间为t,物块滑到木板右端时木板的速度大小刚好为v,板与桌面间的动摩擦因数μ2. 对木板:
对物块:vt-
解得:
解得:μ2=
为了使物块能从板的右端滑出,μ2>
答:(1)小木块滑离木板时的速度大小v1为2m/s;(2)小木块滑离木板时的速度大小v2为2 |