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:
(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

解:(1)由运动学公式,得
因此有
大致如图(2m/s以外部分为双曲线的一部分)
(2)①对A有 ①
得:aA=μg=2m/s2
木板B作加速运动,有F+μmg=MaB
得:aB=14m/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:

又:
联立以上两式,可得:aB=6m/s2
再代入②式得:
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:
所以F=3N
综上:力F应满足的条件是1N≤F≤3N

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“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…”主要考查了你对  【匀变速直线运动的位移与速度的关系】,【牛顿运动定律的应用】  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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