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光滑水平面上有一质量为M、长度为L的木板AB,在木板的中点有一质量为m的小木块,木板上表面是粗糙的,它与木块间的动摩擦因数为μ.开始时两者均处于静止状态,现在木板的B端加一个
题目详情
光滑水平面上有一质量为M、长度为L的木板AB,在木板的中点有一质量为m的小木块,木板上表面是粗糙的,它与木块间的动摩擦因数为μ.开始时两者均处于静止状态,现在木板的B端加一个水平向右的恒力F,则:
(1)木板和木块运动的加速度是多大?
(2)若在木板的B端到达距右方距离为L的P点前,木块能从木板上滑出,则水平向右的恒力F应满足什么条件?
(1)木板和木块运动的加速度是多大?
(2)若在木板的B端到达距右方距离为L的P点前,木块能从木板上滑出,则水平向右的恒力F应满足什么条件?
▼优质解答
答案和解析
(1)木块运动的最大加速度为am=
=μg…①
若F≤μ(m+M)g,木板和木块一起做匀加速运动,
根据牛顿第二定律,共同加速度为 a=
…②
若F>μ(m+M)g,设木块、木板加速度分别为a1、a2,
则a1=am=μg…③
a2=
…④
(2)设在木板的B端到达距右方距离为L的P点时,木块恰能从木板上滑出,相对滑动时间为t,水平向右的恒力F0,
则
a1t2=
…⑤
a2t2=L…⑥
由③④⑤⑥式得 F0=μ(2M+m)g
则在木板的B端到达距右方距离为L的P点前,木块能从木板上滑出应满足F>μ(2M+m)g
答:(1)若F≤μ(m+M)g,木板和木块一起做匀加速运动,其加速度为
若F>μ(m+M)g,木板的加速度为
,木块运动的加速度为μg.
(2)若在木板的B端到达距右方距离为L的P点前,木块能从木板上滑出,则水平向右的恒力F应满足F>μ(2M+m)g.
μmg |
m |
若F≤μ(m+M)g,木板和木块一起做匀加速运动,
根据牛顿第二定律,共同加速度为 a=
F |
M+m |
若F>μ(m+M)g,设木块、木板加速度分别为a1、a2,
则a1=am=μg…③
a2=
F−μmg |
M |
(2)设在木板的B端到达距右方距离为L的P点时,木块恰能从木板上滑出,相对滑动时间为t,水平向右的恒力F0,
则
1 |
2 |
L |
2 |
1 |
2 |
由③④⑤⑥式得 F0=μ(2M+m)g
则在木板的B端到达距右方距离为L的P点前,木块能从木板上滑出应满足F>μ(2M+m)g
答:(1)若F≤μ(m+M)g,木板和木块一起做匀加速运动,其加速度为
F |
M+m |
若F>μ(m+M)g,木板的加速度为
F−μmg |
M |
(2)若在木板的B端到达距右方距离为L的P点前,木块能从木板上滑出,则水平向右的恒力F应满足F>μ(2M+m)g.
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