问题
计算题
(12分)如图所示,长L=1.5m、质量M=30kg的木板静止放在光滑水平面上,质量m=10kg的小物块放在木板的右端,木板和物块间的动摩擦因数μ1=0.1。现对木板施加一水平向右的恒定拉力F,小物块可视为质点,物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,求:
(1)使物块不掉下去的最大拉力F0;
(2)如果拉力F=130N恒定不变,小物块所能获得的最大速度;
(3)如果木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2,拉力F=210N恒定不变,要使小物块从木板上掉下去,拉力F作用的最短时间。(结果用根号表示)
答案
(1)(2)
(3)
题目分析:(1)为了使物块不掉下去,则物块木板相对静止,最大,则静摩擦力最大,根据牛顿第二定律:
所以
(2)因为,所以两者发生相对滑动;
物体加速度
木板加速度
根据,解得:
所以
(3)若作用时间很小,则物体离开木板时与木板速度一样,设F作用最短时间为
,物体在木板上滑行时间为
;
根据牛顿第二定律可得
物体离开木板时
撤去F瞬间木板速度
根据牛顿第二定律
联立解得
根据位移关系
解得: