问题
计算题
一块质量为、长为的均质板放在很长的光滑水平桌面上,板的左端有一质量为的小物体(可视为质点),物体上连接一根很长的细绳,细绳跨过位于桌边的定滑轮.某人以恒定的速率向下拉绳,物体最多只能相对于板运动到板的中点,而此时板的右端还未运动到达桌边定滑轮处,试求:
小题1:物体刚达板中点时,板的位移;
小题2:若板与桌面之间有摩擦,为使物体能到达板的右端,求板与桌面之间的动摩擦因数的范围;
小题3: 若板与桌面之间的动摩擦因数取(2)中的最小值,在物体从板的左端运动到右端的过程中,求人拉绳的力所作的功(忽略绳的质量以及滑轮处的摩擦) .
答案
小题1:
小题2:
小题3:2Mv2
(1)设物体与板的位移分别为S物、S板,则由题意有 ①(1分)
由题意可知:当物体刚到达板的中点时,板和物体的速度相等,则有:
② (2分)
解得:. (1分)
(2)由. (2分)
(3分)
得,故板与桌面之间的动摩擦因数.(2分)
(3)人拉绳的拉力 F="μ1mg " (1分)
人拉绳的力所作的功W=FS物="2Mv2 " (2分)