题目内容
【题目】如图所示,一本大字典置于桌面上,一张A4纸(质量和厚度均可忽略不计)夹在字典最深处。假设字典的质量分布均匀,同一页纸上的压力分布也均匀,字典总质量M=1.5kg,宽L=16cm,高H=6cm,A4纸上下表面与书页之间的动摩擦因数均为μ1= 0.3,字典与桌面之间的动摩擦因数为μ2,各接触面的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,水平向右拉动A4纸,当A4纸夹在字典中离桌面的高度h为2cm时,字典恰好能被拖动。重力加速度g取10m/s2,求:
(1)字典与桌面之间的动摩擦因数μ2;
(2)若将A4纸夹在字典最深处,且离桌面高度为3cm,用水平向右的拉力F将A4纸从字典中匀速抽出,写出拉力F与A4纸位移x的函数表达式(在抽出A4纸的过程中,只有与A4纸上方重叠部分的字典才对A4纸有压力)。
【答案】(1);(2);
【解析】字典刚好被拖动时,字典与A4纸间,及与桌面之间均达到最大静摩擦力。由平衡态求解动摩擦因数;若将A4纸夹在字典最深处,且离桌面高度为3cm时,字典保持静止,然后通过正压力与位移x的关系,求拉力F与A4纸位移x的函数表达式。
(1)字典刚好被拖动,A4纸对字典的摩擦力
而
代入数据得
(2)A4纸夹在离桌面的高度为3cm处,高于2cm,所以字典拖不动,
当A4纸抽出位移为x时,纸上放压力
此时A4纸受到的拉力大小
即
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