如图所示,在足够长的光滑水平面上,放置一长为L=1m、质量为m1=0.5kg的木板A,一质量为m2=1kg的小物体B以初

如图所示,在足够长的光滑水平面上,放置一长为L=1m、质量为m1=0.5kg的木板A,一质量为m2=1kg的小物体B以初速度υ0=4m/s滑上A的上表面,A与B之间的动摩擦因数为μ=0.2,g=10m/s2

(1)当B刚从A上滑落时,A、B的速度分别是多大?
(2)为使B不从木板A的右端滑落,当B滑上A时,在A的右端始终施加一个水平向右的恒力F,求F的大小应满足的条件.
万毒仙翁 1年前 已收到1个回答 举报

kosok88 春芽

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解题思路:(1)物块B做匀减速直线运动,木板做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律求出A、B的加速度大小,根据两者的位移之差等于木板的长度求出运动的时间,从而根据运动学公式求出A、B的速度大小.
(2)为使B不从木板A的右端滑落,临界情况是B滑到A的右端时,两者具有相同的速度,根据运动学公式抓住位移之差等于木板长度,且两者的速度相等,求出A的加速度,从而根据牛顿第二定律求出拉力的最小值.

(1)假设B刚从A上滑落时,A、B的速度分别为v1、v2
A的加速度a1=
μm2g
m1=4m/s2
B的加速a2=μg=2m/s2
由位移关系有L=v0t−
1
2a2t2−
1
2a1t2代入数值解得:t=1s或[1/3s.
当t=1s时v1=a1t=4m/s v2=v0-a2t=2m/s
v1>v2不合题意舍去
∴t=
1
3s v1=a1t=
4
3m/s v2=v0−a2t=
10
3m/s
答:当B刚从A上滑落时,A、B的速度分别是
4
3m/s、
10
3m/s.
(2)当B经过时间t运动至A的最右端时,若A、B具有共同速度v,则此时所施加的恒力F有最小值.此过程中A做匀加速运动的位移s=
v
2t①
B做匀减速运动的位移L+s=
v0+v
2t②
A、B的加速度分别为a1=
v
t]③
a2=
μm2g
m2=μg④
又v=v0-a2t⑤
联立①~⑤,代入数据解得v=3m/s t=0.5s a1=6m/s2
以A为研究对象,根据牛顿第二定律有Fmin+μm2g=m1a1
解得Fmin=1N故F≥1N
答:F的大小应满足的条件F≥1N.

点评:
本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.

考点点评: 本题过程较复杂,关键理清A、B的运动情况,综合运用牛顿第二定律和运动学公式联合求解.

1年前

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