问题 计算题

(14分)如图所示,物块A、木板B的质量均为m=10kg,不计A的大小,B板长L=3m。开始时A、B均静止。现给A以2m/s的水平向右的初速度从B的左端开始运动,同时给A施加一个=30N的水平向右的外力。已知A与B、B与地面之间的动摩擦因数分别为μ1=0.3和μ2=0.1。g取10m/s2

(1)通过计算说明:物块A能不能滑离木板B?

(2)木板B滑行m需要多少时间?

(3)木板B滑行7m的过程中,外力做了多少功?

答案

(1)A不能滑离B。(2)  (3)

(1)第一阶段:A受拉力N,A作匀速运动,B作匀加速运动。

设B加速度大小为 a1       -----------------(1) (1分)

假设A没有滑离B,当B的速度达到2m/s时,所用时间为t1

m/s2   -----------------------------(2) (1分)

    --------------------------------(3) (1分)

此时       ------------------------- (4) (1分)

   ------------------------ (5) (1分)

 假设成立,A不能滑离B。      (1分)

(2)第二阶段:可以判断:A、B不会发生相对滑动,会一起作匀加速运动,设加速大小为a2:                   -----------------------(6) (2分)

            

此后A、B一起匀加速运动5m,所用时间为t2

    -----------------------(7)(1分)

                              (1分)

木板B滑行m需要时间t      -----------------------(8) (1分)

(3)外力F作用下发生的位移为  s=sA+5m=9m    ----------------(9) (1分)

---------------------(10) (2分)

本题考查相对运动的分析和求解,分析滑块的受力情况,求出加速度,再有匀速运动公式求出运动时间,由B物体做匀加速直线运动可求出位移大小从而判断是否滑离,同理判断第二阶段

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