问题
计算题
如图所示,某货场而将质量为m1="100" kg的货物(可视为质点)从高处运送至地面,为避免货物与地面发生撞击,现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道,使货物从轨道顶端无初速滑下,设货物滑到底端即在A最左端时货物的速度V0=6m/s。地面上紧靠轨道次排放两个完全相同的木板A、B,长度均为l=2m,质量均为m2="100" kg,木板上表面与轨道末端相切。货物与木板间的动摩擦因数为1,木板与地面间的动摩擦因数
=0.2。(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取g="10" m/s2)
①若1=0.5,且货物滑上木板A时,木板不动,求货物滑到木板A末端时的速度和在木板A上运动的时间。
②若要使货物滑上木板A时,木板不动,而滑上木板B时,木板B开始滑动,求1应满足的条件。
答案
①设货物在木板A上做减速运动时的加速度大小为,由牛顿第二定律得
设货物滑到木板A末端是的速度为,由运动学公式得
联立方程代入数据得
设在木板A上运动的时间为t,由运动学公式得
联立方程代入数据得。
(2)若滑上木板A时,木板不动,由受力分析得
若滑上木板B时,木板B开始滑动,由受力分析得
联立方程代入数据得。