问题
计算题
如图所示,在足够长的光滑水平面上,放置一长为L=1m、质量为m1=0.5kg的木板A,一质量为m2=1kg的小物体B以初速度v0=4m/s滑上A的上表面,A与B之间的动摩擦因数为μ=0.2,g=10m/s2。
(1)当B刚从A上滑落时,A、B的速度分别是多大?
(2)为使B不从木板A的右端滑落,当B滑上A时,在A的右端始终施加一个水平向右的恒力F,求F的大小应满足的条件。
答案
解:(1)假设B刚从A上滑落时,A、B的速度分别为v1、v2
A的加速度
B的加速度
由位移关系有,代入数值解得:
或
当时
,
不合题意舍去
∴,
,
(2)当B经过时间t运动至A的最右端时,若A、B具有共同速度v,则此时所施加的恒力F有最小值。此过程中A做匀加速运动的位移 ①
B做匀减速运动的位移 ②
A、B的加速度分别为 ③,
④
又 ⑤
联立①~⑤,代入数据解得
以A为研究对象,根据牛顿第二定律有
解得
故