如图所示,三块木板A、B、C的质量均为m,长度均为L.A、B置于水平地面上,它们的间距s=2m.C置于B板的上端并对齐.A、B、C之间及A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.2,最大静
◎ 题目
如图所示,三块木板A、B、C的质量均为m,长度均为L.A、B置于水平地面上,它们的间距s=2m.C置于B板的上端并对齐.A、B、C之间及A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.2,最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力.开始时,三个物体处于静止状态.现给A施加一个水平向右,大小为
(1)最终A、B、C的速度是多少? (2)要使C完全离开B并不脱离木板A,每块木板的长度应满足什么条件? |
◎ 答案
(1)一开始A与水平地面之间的滑动摩擦力f1=μmg,A在F的作用下向右加速运动. 由动能定理得 (F-f1)s=
A、B两木块的碰撞瞬间,内力的冲量远大于外力的冲量,由动量守恒定律得 m v1=(m+m)v2 ② 碰撞结束后到三个物体达到共同速度的相互作用过程中,设AB整体、C向前移动的位移分别为s1、s2,受滑动摩擦力分别为f2=3μmg、f3=μmg,选三个物体构成的整体为研究对象,外力之和为零,则 2mv2=(2m+m)v3 ③ 解①②③得v3=
所以最终A、B、C的速度是
(2)对于AB整体 (F-f2)s1-f3s1=
对于C f3 s2=
C相对于AB的位移为S3,由几何关系得 2 L+S2+S3=S1+2 L ⑦ ②③④⑤⑥解得S3=
要使C刚好完全离开B (即AC对齐)C相对于A的位移 L≤S3=
要使C不脱离木板A则
要使C完全离开B并不脱离木板A,每块木板的长度应满足: |