物体A的质量m="l"kg,静止在光滑水平面上的平板车B的质量为M=0.5kg,平板车长为L=1m。某时刻A以vo=4m/s向右的初速度滑上平板车B的上表面,在A滑上平板车B的同时,给平板车

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

物体A的质量m="l" kg,静止在光滑水平面上的平板车B的质量为M=0.5kg,平板车长为L=1m。某时刻A以vo=4m/s向右的初速度滑上平板车B的上表面,在A滑上平板车B的同时,给平板车B施加一个水平向右的拉力。忽略物体A的大小,已知A与平板车B之间的动摩擦因数,取重力加速度g=10m/s2.试求:

(1)若F=5N,物体A在平板车上运动时相对平板车向前滑行的最大距离;
(2)如果要使A不至于从平板车B上滑落,拉力F大小应满足的条件.

◎ 答案

(1)0.5m       (2)1N≤F≤3N

◎ 解析

(1)物体A滑上平板车B以后,物体作匀减速运动,平板车作匀加速运动,两者速度相同时,物体A在平板车上相对小车向前滑行的距离最大。
由牛顿第二定律,对物体A有:μmg =maA 得aA=μg="2" m/s2       
对平板车B有:           ①
得:aB="14" m/s2                  
两者速度相同时,有   
得:t="0.25s            " (2分)      
此过程:A滑行距离: m             
B滑行距离: m                   
此时物体A相对小车向前滑行的距离最大:△s= SA- SB="0.5m                          "
(2)物体A不从车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:………②         
又: ……………③          
由② ③式,可得:aB="6 " m/s2                 
代入①式得: F="M" aB—μmg="1" N                                   
若F<1N,则A滑到B的右端时,速度仍大于B的速度,于是将从小车B的右端滑落。
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)am     
μm1g =m1am        
解之得:F=3N                
若F大于3N,A就会从小车B的左端滑下。
综上:力F应满足的条件是: 1N≤F≤3N

◎ 知识点

    专家分析,试题“物体A的质量m="l"kg,静止在光滑水平面上的平板车B的质量为M=0.5kg,平板车长为L=1m。某时刻A以vo=4m/s向右的初速度滑上平板车B的上表面,在A滑上平板车B的同时,给平板车…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  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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