如图所示,有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上,木板质量为M=4kg,长为L=1.4m.木板右端放着一小滑块,小滑块质

如图所示,有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上,木板质量为M=4kg,长为L=1.4m.木板右端放着一小滑块,小滑块质量为m=1kg,其尺寸远小于L.小滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.4,取g=10m/s2

(1)现用恒力F作用在木板M上,为了使得m能从M上面滑落下来,问:F大小的范围是什么?
(2)其它条件不变,若恒力F=22.8N,且始终作用在M上,最终使得m能从M上面滑落下来.问:m在M上面滑动的时间是多大?
yy女性 1年前 已收到1个回答 举报

feichangww 幼苗

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解题思路:(1)小物块在木板上滑动时,根据牛顿第二定律,求出木块和木板的加速度,当木板的加速度大于木木块的加速度时,m就会从M上滑落下来.(2)恒力F=22.8N,m在M上发生相对滑动,设m在M上面滑动的时间为t,求出木块在t内的位移,两者位移之差等于木板的长度L.

(1)小滑块与木板间的滑动摩擦力f=μN=μmg
小滑块在滑动摩擦力f作用下向右匀加速运动的加速度a1=[f/m]=μg.
木板在拉力F和滑动摩擦力f作用下向右匀加速运动的加速度a2=[F−f/M]
使m能从M上面滑落下来的条件是a2>a1
即[F−f/M>
f
m] 解得F>20N
故F的范围为 F>20N
(本问也可按临界情况即a1=a2的情况求解,然后再得出拉力范围)
(2)设m在M上滑动的时间为t,当恒力F=22.8N,木板的加速度a2=[F−f/M]
小滑块在时间t内运动位移S1=
1
2a1t2
木板在时间t内运动位移S2=
1
2a2t2
因S2-S1=L
解得t=2s
故m在M上滑动的时间为2s.

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: 解决本题的关键知道m在M上发生相对滑动时,M的加速度大于m的加速度.以及知道m在M上滑下时,两者的位移之差等于滑板的长度.

1年前

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