问题 计算题

(16分)物体A的质量,静止在光滑水平面上的木板B的质量为、长,某时刻A以的初速度滑上木板B的上表面,为使A不致于从B上滑落,在A滑上B的同时,给B施加一个水平向右的拉力F,若A与B之间的动摩擦因数,试求拉力F应满足的条件。(忽略物体A的大小)

答案

题目分析:物体A滑上木板B以后,作匀减速运动,加速度   ①

木板B作匀加速运动,设加速度为,由牛顿第二定律,有:    ②

A不从B的右端滑落的临界条件是A到达B的右端时,A、B具有共同的速度

由位置关系,有    ③  

运动时间相等,有    ④

由①③④式,可得 ⑤

由②⑤式,得  ⑥ 

代入数值,得

若F<1N,则A滑到B的右端时,速度仍大于B的速度,于是将从B上滑落,所以F必须大于等于1N。

当F较大时,在A到达B的右端之前,就与B具有相同的速度,之后,A必须相对B静止,才能不会从B的左端滑落。

当A相对B静止时,由牛顿第二定律

对A、B的整体,设加速度为,有 对A有

联立解得 

若F大于3N,A就会相对B向左滑下。

使A不致于从B上滑落,力F应满足的条件是:

点评:难题。在分析动力学问题时,一定要注意:(1)过程分析,(2)运动状态分析,(3)受力分析.物体的运动可能经过几个过程,而在这几个过程,运动状态一般不同.因此要分析不同过程的运动状态和受力情况,从而利用不同的公式求解.

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