问题 问答题

如图所示,质量为m=5kg的长木板放在水平地面上,在木板的最右端放一质量也为m=5kg的物块A.木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.3,物块与木板间的动摩擦因数μ2=0.2.现用一水平力F=60N作用在木板上,使木板由静止开始匀加速运动,经过t=1s,撤去拉力.设物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.(g取10m/s2)求:

(1)拉力撤去时,木板的速度大小.

(2)要使物块不从木板上掉下,木板的长度至少多大.

(3)在满足(2)的条件下,物块最终将停在距板右端多远处.

答案

(1)4m/s;(2)1.2m;(3)0.48m

(1)若在时间t=1s内,物块与长木板一起运动,加速度为a,则

                                           ①

物块受合外力                                 ②

说明物块在长木板上发生了相对滑动.

设撤去F时,长木板的速度为v1,滑块速度为v2,由动量定理可知,

对物块,有                                      ③

对系统,有                          ④

代入数据解得v1=4m/s,v2=2m/s

拉力撤去时,长木板的速度大小为4m/s.

(2)设撤去拉力后,经时间t1,两者获得共同速度为v,由动量定理可知,

对物块,有                                 ⑤

对长木板,有                    ⑥

v1v2的数值代入解得t1=0.2s,v=2.4m/s

t=1s内,物块相对于长木板的位移s1=(v1v2)t/2="1m          " ⑦

t1=0.2s内,物块相对于长木板的位移s2=(v1-v2)t1/2="0.2m      " ⑧

木板的长度最小值为L=s1+s2=1.2m

(3)滑块与木板有了共同速度后,在摩擦力作用下均做减速运动,物块相对于木板向右运动,木板和物块先后停下,设木板位移为x1,物块位移为x2,由动能定理,得

                                ⑨

                                        ⑩

这段时间内物块相对于木板的位移s3=x2x1 =0.72m.

物块最终离板右端的距离d=s1s2s3 =0.48m

单项选择题 A1/A2型题
单项选择题 共用题干题