题目内容

质量分别为m、2m、3m的三个物体A、B、C如图1-3所示叠放在光滑的水平面上,现对B施加一个水平力F,已知AB间、BC间最大静摩擦力均为f,为保证它们能够一起运动,F最大值为( )

A.2f
B.3f
C.4f
D.6f
【答案】分析:先对A、B、C整体运用牛顿第二定律求解出加速度,然后分别对A、AB整体受力分析,求出A与B之间、B与C之间的静摩擦力进行分析.
解答:解:先对A、B、C整体分析,受重力、支持力和推力,根据牛顿第二定律,有
F=(m+2m+3m)a
解得
a=    ①
再对A受力分析,受重力、支持力、和静摩擦力,根据牛顿第二定律,有
f1=ma≤f    ②
再对A、B整体受力分析,受重力、支持力、和静摩擦力,根据牛顿第二定律,有
f2=(m+2m)a≤f    ③
由①②③解得
F≤2f
故选A.
点评:本题关键是灵活地选择研究对象,受力分析后,运用牛顿第二定律列式分析讨论.
练习册系列答案
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A.如图甲所示,质量为m的不带电绝缘小物块B静止在b点,绝缘水平轨道abc与绝缘光滑圆弧轨道cd平滑连接,d为cd轨道的最高点.质量为m、电量为+q的小物块A以初速度v0=
7gl0
自a点开始水平向右运动,到达b点与小物块B发生正碰,碰撞后A、B粘合在一起不再分离.与此同时,在分界面bb'与分界面cc'之间的空间内附加一水平向左的电场,设小物块AB进入电场时为t=0时刻,电场随时间变化的图象如图乙所示,已知场强E=
2mg
q
T0=
2l0
g
,a、b两点距离为l0,电场的宽度为 
l0
4
<L<l0
,d点高度为l0,小物块A、B与水平轨道的动摩擦因数μ=0.5,其余摩擦不计,小物块A、B均视为质点.重力加速度用g表示.求:
(1)小物块A到达b点即将与小物块B碰撞前的速度vA大小.
(2)自小物块A从a点开始运动到小物块A、B第一次离开电场,试讨论在这个过程中摩擦力对小物块A、B做的总功Wf与L的关系
(3)判断小物块AB能否上滑到cd轨道的d点.

B.如图丙所示,a、b两滑块原来紧靠在一起,静止在水平面上的A点,滑块a、b的质量分别为m、2m,物块与水平地面间的动摩擦因数为0.1,B点为圆轨道的最低点,A、B之间的距离为5R.现在a、b在某种内力的作用下突然分开,a以va=3
gR
的速度由A点开始向B点滑行,并滑上光滑的半径为R的 
1
4
圆弧BC,在C点正上方有一离C点高度也为R的旋转平台,沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔P、Q,旋转时两孔均能达到C点的正上方.若滑块滑过C点后从P孔上升又恰能从Q孔落下,求
(1)分开后b球获得的速度vb
(2)滑块a在B点时对轨道的压力;
(3)滑块上升至P点时的速度vP
(4)平台转动的角速度ω应满足什么条件?

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