如图所示,长度L=1.0m的长木板A静止在水平地面上,A的质量m1=1.0kg,A与水平地面之间的动摩擦因数μ1=0.04.小物块B(可视为质点)以υ0=2.0m/s的初速度滑上A的左端,B的质量m2=1.0kg,A与B之间的动摩擦因数μ2=0.16.取重力加速度g=10m/s2.
(1)求B在A上相对A滑行的最远距离;
(2)若只改变物理量υ0、μ1、μ2中的一个,使B刚好从A上滑下,请确定改变后该物理量的数值(只要提出一种方案即可)
(1)B滑上A后,A、B在水平方向的受力情况如答图所示.
其中A受地面的摩擦力的大小Ff1=μ1( m1+m2) g
A、B之间摩擦力的大小Ff2=μ2m2 g
以初速度υ0的方向为正方向.
A的加速度 a1=
=0.8m/s2μ2m2g-μ1(m1+m2)g m1
B的加速度 a2=-
=-1.6m/s2μ2m2g m2
由于a1>0,所以A会相对地面滑动,经时间t,
A的速度 υ1=a1t
A的位移 x1=
a1t21 2
B的速度 υ2=υ0+a2t
B的位移 x2=υ0t+
a2t21 2
当υ1=υ2时,B相对A静止,
解得 x2-x1=0.83 m
即B在A上相对A滑行的最远距离为0.83m.
(2)要使B刚好从A上滑下,即当υ1=υ2时,有
x2-x1=L
解得
=Lυ 20 4(μ2-μ1)g
(i)只改变υ0,则υ0=2 5
m/s=2.2 m/s;30
(ii)只改变μ1,则μ1=0.06;
(iii)只改变μ2,则μ2=0.14.