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如图所示,物块A和长木板B的质量均为1kg,A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数分别为0.5和0.2,开始时A静止在B的左端,B停在水平地面上.某时刻起给A施加一大小为10N,方向与水平成θ=37°斜
题目详情
如图所示,物块A和长木板B的质量均为1kg,A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数分别为0.5和0.2,开始时A静止在B的左端,B停在水平地面上.某时刻起给A施加一大小为10N,方向与水平成θ=37°斜向上的拉力F,0.5s后撤去F,最终A恰好停在B的右端.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)
(1)通过计算说明前0.5s内木板B是否运动.
(2)0.5s末物块A的速度.
(3)木板B的长度.
(1)通过计算说明前0.5s内木板B是否运动.
(2)0.5s末物块A的速度.
(3)木板B的长度.
▼优质解答
答案和解析
(1)前0.5s内,对A,
由牛顿第二定律得:Fcosθ-fA1=maA1,
fA1=μ1(mg-Fsinθ)=2N,
木板B与地面间的最大静摩擦力:
fm=μ2(2mg-Fsinθ)=2.8N,
由于fA1<fm,B没有发生运动;
(2)速度vA1=aA1t1,
代入数据解得:vA1=3m/s;
(3)撤去F后,由牛顿第二定律得:
对A,μ1mg=maA2,
对B,μ2•2mg-μ1mg=maB,
当A到达B右端时,二者速度向上,之后共同减速至静止,不再相对滑动,
v=vA1-aA2t2,v=aBt2,
各过程中,A、B的位移:
xA1=
aA1t12,
xA2=
t2,
xB=
aBt22,
由几何关系可知,木板B的长度:
L=xA1+xA2-xB,
代入数据解得:L=1.5m;
答:(1)通过计算说明前0.5s内木板B没有运动.
(2)0.5s末物块A的速度为3m/s.
(3)木板B的长度1.5m.
由牛顿第二定律得:Fcosθ-fA1=maA1,
fA1=μ1(mg-Fsinθ)=2N,
木板B与地面间的最大静摩擦力:
fm=μ2(2mg-Fsinθ)=2.8N,
由于fA1<fm,B没有发生运动;
(2)速度vA1=aA1t1,
代入数据解得:vA1=3m/s;
(3)撤去F后,由牛顿第二定律得:
对A,μ1mg=maA2,
对B,μ2•2mg-μ1mg=maB,
当A到达B右端时,二者速度向上,之后共同减速至静止,不再相对滑动,
v=vA1-aA2t2,v=aBt2,
各过程中,A、B的位移:
xA1=
1 |
2 |
xA2=
vA1+v |
2 |
xB=
1 |
2 |
由几何关系可知,木板B的长度:
L=xA1+xA2-xB,
代入数据解得:L=1.5m;
答:(1)通过计算说明前0.5s内木板B没有运动.
(2)0.5s末物块A的速度为3m/s.
(3)木板B的长度1.5m.
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