问题
多选题
如图所示,小木块的质量为m,可看成质点,木板质量为M=2m,长度为l,一根质量不计的轻绳通过定滑轮分别与M和m连接,小木块与木板间以及木板与水平面间的动摩擦因数均为μ,开始时木块静止在木板左端.现用水平向右的恒力将木块拉至木板右端,则( )
A.拉力至少为4μmg
B.拉力至少为5μmg
C.拉力至少做功5μmgl
D.拉力至少做功2.5μmgl
答案
当m在M上匀速运动时,拉力F最小,此时以m为研究对象,m受向左绳子拉力T,向左摩擦力f1=mgμ,此时有:
F=T+f1…①
以M为研究对象,受向左的拉力T,地面给M向右的摩擦力:f2=(M+m)gμ=3mgμ,m给M水平向右的摩擦力f1′=mgμ,且有:
T=f1′+f2=4mgμ…②
联立①②可知拉力F的最小值为:F=5mgμ,故A错误,B正确;
现用水平向右的力将m拉至右端,拉力做功最小值,即为小木块在木板上做匀速运动,所以由功的表达式可得:
W=FL=F×
=2.5μmgL,故C错误,D正确.L 2
故选BD.