题目内容
【题目】如图所示,一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合。已知圆盘与桌布及桌面间的动摩擦因数均为。现突然以恒定加速度将桌布抽离桌面,加速度方向是水平的且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度满足的条件是(以g表示重力加速度)
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
小圆盘在桌布的摩擦力的作用下向前做匀加速直线运动,其加速度为a1,
由牛顿第二定律得:μmg=mal,解得:a1=μg,
桌布从突然以恒定加速度a开始抽动至圆盘刚离开桌布这段时间内桌布做匀加速直线运动,
设所经历时间为t,桌布通过的位移x,故x=at2,
在这段时间内小圆盘移动的距离为x1,
小圆盘通过的位移为:x1=a1t2,
小圆盘和桌布之间的相对位移为方桌边长的一半,故有:x=L+x1,
设小圆盘离开桌布时的速度为v1,则有:,
小圆盘离开桌布后在桌面上做匀减速直线运动,
设小圆盘的加速度大小为a2,则有:μmg=ma2,
设小圆盘在桌面上通过的位移大小为x2后便停下,
将小圆盘的匀减速运动看做由静止开始的匀加速运动,则有:,
小圆盘没有从桌面上掉下则有:x2+x1L,
联立以上各式解得:a3μg,
即只有桌布抽离桌面的加速度:a3μg时小圆盘才不会从桌面上掉下,故ABC错误,D正确;
故选:D.
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