题目内容

【题目】在粗糙的水平面上有两个静止的物体A、B,它们的质量均为m=2kg.A与水平面间的动摩擦因数为μ1=0.4,B与水平面间的动摩擦因数μ2=0.2.在水平恒力F=20N的作用下从静止开始向右做匀加速直线运动,F作用了t=2s然后撤掉.求:

(1)A、B一起运动的过程中B对A的作用力;
(2)A、B都静止时它们之间的距离L.(g=10m/s2

【答案】
(1)解:以AB整体为研究对象进行受力分析,由牛顿第二定律得

F﹣μ1mg﹣μ2mg=2ma

可得物体整体运动的加速度

a= m/s2=2m/s2

对A受力分析可知A在水平方向受推力F和B对A的作用力N,以及地面摩擦力作用,

根据牛顿第二定律有:F﹣μ1mg﹣N=ma

可得B对A的作用力

N=F﹣μ1mg﹣ma=20﹣0.4×2×10﹣2×2N=8N,方向由B指向A(或向左)

答:A、B一起运动的过程中B对A的作用力为9N,方向水平向左;


(2)解:根据速度时间关系知,撤去外力F后,AB整体的速度v=at=2×2m/s=4m/s

撤去F后:A的加速度大小

A的位移大小

撤去力F后,B的加速度大小

B的位移大小

所以A、B都静止时它们之间的距离L=xB﹣xA=4﹣2m=2m

答:A、B都静止时它们之间的距离L为2m.


【解析】(1)A、B一起运动时加速度相等,所求的力为A、B之间的力为内力,应该采用先整体后隔离的方法,先用整体法求出加速度,再隔离一个物体运用牛顿第二定律求解。
(2)A、B都静止时它们之间的距离是两物体的位移之差,撤去外力后两物体做匀减速直线运动,根据公示列式求解即可。
【考点精析】解答此题的关键在于理解匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系的相关知识,掌握速度公式:V=V0+at;位移公式:s=v0t+1/2at2;速度位移公式:vt2-v02=2as;以上各式均为矢量式,应用时应规定正方向,然后把矢量化为代数量求解,通常选初速度方向为正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值.

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