题目内容
如图3-2-16所示,在高出水平地面h=1.8 m的光滑平台上放置一质量M=2 kg、由两种不同材料连接成一体的薄板A,其右段长度l1=0.2 m且表面光滑,左段表面粗糙.在A最右端放有可视为质点的物块B,其质量m=1 kg,B与A左段间动摩擦因数μ=0.4.开始时二者均静止,现对A施加F=20 N水平向右的恒力,待B脱离A(A尚未露出平台)后,将A取走.B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x=1.2 m.(取g=10 m/s2)求:
图3-2-16
(1)B离开平台时的速度vB.
(2)B从开始运动到刚脱离A时,B运动的时间tB和位移xB.
(3)A左段的长度l2.
解析 (1)设物块B平抛运动的时间为t,由运动学知识可得
h=gt2 ①
x=vBt ②
联立①②式,代入数据得
vB=2 m/s ③
(2)设B的加速度为aB,由牛顿第二定律和运动学的知识得
μmg=maB ④
vB=aBtB ⑤
xB=aBtB2 ⑥
联立③④⑤⑥式,代入数据得
tB=0.5 s ⑦
xB=0.5 m ⑧
(3)设B刚开始运动时A的速度为v1,由动能定理得
Fl1=Mv12 ⑨
设B运动后A的加速度为aA,由牛顿第二定律和运动学的知识得
F-μmg=MaA ⑩
l2+xB=v1tB+aAtB2 ⑪
联立⑦⑧⑨⑩⑪式,代入数据得
l2=1.5 m ⑫
答案 (1)2 m/s (2)0.5 s 0.5 m (3)1.5 m
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