问题 问答题

在南极考察活动中,需要将一工作平台移动一段距离,现有质量M=100kg的工作平台,停在水平冰面上,工作平台的水平台面离地高度h=1.25m,它与冰面的动摩擦因数为μ1=0.10,另有一质量m=50kg的小物块置于平台上,它到台尾的距离b=1.00m,与台面间的动摩擦因数μ2=0.20,如图所示.今对工作平台施一水平向右的恒定拉力,使其开始运动,一段时间后物块从台面上滑落,刚滑落时,平台已向右行进了距离s0=5.0m(取g=10m/s2).求:

(1)对工作平台所施加的恒力F大小及物块在平台上滑动用的时间;

(2)物块落地时,落地点至平台尾的水平距离s.

答案

(1)物块滑落之前,

对物块由牛顿第二定律得:μ2mg=ma1

s0-b=

1
2
a1t12

对平台有:F-μ2mg-μ1(M+m)g=Ma2

s0=

1
2
a2t12

联立上述四式得:t1=2s,F=500N;

(2)从物体离开平台到落地,物块做平抛运动,

平台做加速运动,设位移分别为s1、s2,时间为t2

对平抛物块有:h=

1
2
gt22,s1=v1t2,v1=a1t1,可得:s1=2m;

对平台有:F-μ1Mg=Ma3,s2=v2t2+

1
2
a3t22,v2=a2t1,可得:s2=3m,

所以:s=s2-s1=1m;

答:(1)对工作平台所施加的恒力F大小为500N,物块在平台上滑动用的时间为2s;(2)物块落地时,落地点至平台尾的水平距离s为1m.

填空题
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