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=l

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μ 1 =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/s 2 ),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v 1
(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v 2
(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μ 2
正米小雪 1年前 已收到1个回答 举报

carriezlove 春芽

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(1)对小物块受力分析
由牛顿第二定律:F-μ 1 mg=ma
得:a=2m/s 2  
由运动学公式:v 1 2 =2aL
得:v 1 =2m/s
(2)对小物块、木板受力分析
由牛顿第二定律:F-μ 1 mg=ma 1
得:a 1 =2m/s 2
由:μ 1 mg=Ma 2
得:a 2 =1m/s 2
物块的位移: x 1 =
1
2 a 1 t 2 ,
木板的位移: x 2 =
1
2 a 2 t 2
又:x 1 -x 2 =L 
解得: t=
2 s
根据速度时间公式得: v 2 = a 1 t=2
2 m/s.
(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μ 2
对木板:
[ μ 1 mg- μ 2 (m+M)g]
M t=v
对物块: vt-
v
2 t=L
解得:
Mv
μ 1 mg- μ 2 (m+M)g =
2L
v
解得: μ 2 =
2 μ 1 mgL-M v 2
2(m+M)gL =
1
30
为了使物块能从板的右端滑出, μ 2 >
1
30 .
答:(1)小木块滑离木板时的速度大小v 1 为2m/s;(2)小木块滑离木板时的速度大小v 2 为2
2 s;(3)为使物块能从板的右端滑出,求板与桌面间的动摩擦因数μ 2 必须大于
1
30 .

1年前

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