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如图所示,物体A的质量为M=1kg,静止在光滑水平面上的平板车B的质量为m=0.5kg、长为L=1m.某时刻A...

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问题详情:

如图所示,物体A的质量为M=1 kg,静止在光滑水平面上的平板车B的质量为m=0.5 kg、长为L=1 m.某时刻Av0=4 m/s向右的初速度滑上平板车B的上表面,在A滑上B的同时,给B施加一个水平向右的拉力.忽略物体A的大小,已知AB之间的动摩擦因数为μ=0.2,取重力加速度g=10 m/s2.试求:如果要使A不至于从B上滑落,拉力F应满足的条件.

如图所示,物体A的质量为M=1kg,静止在光滑水平面上的平板车B的质量为m=0.5kg、长为L=1m.某时刻A...

【回答】

如图所示,物体A的质量为M=1kg,静止在光滑水平面上的平板车B的质量为m=0.5kg、长为L=1m.某时刻A... 第2张

【解析】

物体A滑上平板车B以后做匀减速运动,由牛顿第二定律得μMg=MaA,解得aA=μg=2 m/s2. 1 分

物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时A、B具有共同的速度v1,

则:如图所示,物体A的质量为M=1kg,静止在光滑水平面上的平板车B的质量为m=0.5kg、长为L=1m.某时刻A... 第3张如图所示,物体A的质量为M=1kg,静止在光滑水平面上的平板车B的质量为m=0.5kg、长为L=1m.某时刻A... 第4张=L,又如图所示,物体A的质量为M=1kg,静止在光滑水平面上的平板车B的质量为m=0.5kg、长为L=1m.某时刻A... 第5张如图所示,物体A的质量为M=1kg,静止在光滑水平面上的平板车B的质量为m=0.5kg、长为L=1m.某时刻A... 第6张 2

联立解得v1=3 m/s,aB=6 m/s2.           1 分

拉力F=maB-μMg=1 N.       1 分

若F<1 N,则A滑到B的右端时,速度仍大于B的速度,于是将从B上滑落,所以F必须大于等于1 N.      1 分

当F较大时,在A到达B的右端之前,就与B具有相同的速度,之后,A必须相对B静止,才不会从B的左端滑落.

对A、B整体和A分别应用牛顿第二定律得:

F=(m+M)a,μMg=Ma,解得F=3 N     2  分

若F大于3 N,A就会相对B向左滑下.

综合得出力F应满足的条件是1 N≤F≤3 N.      2分

本题考查牛顿第二定律的应用,物体A画上木板车后再滑动摩擦力作用下A做匀减速直线运动,随着A的减速和B的加速,当A运动到B的右端时两者共速,这是不掉下来的临界条件,由各自的分运动和位移关系可以求得运动时间和速度大小,再以木板车为研究对象可以求得拉力F大小,然后在分情况讨论

知识点:牛顿运动定律的应用

题型:计算

TAG标签:#1kg #长为 #1m. #平板车 #05kg #
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