题目内容
【题目】如图,一质量M=3.0 kg、足够长的木板B放在光滑的水平面上,其上表面放置质量m=1.0kg的小木块A,A、B均处于静止状态,A与B间的动摩擦因数μ=0.30,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。现给木块A施加一随时间t变化的水平力F=kt (k=2.0 N/s),取g=10 m/s2。
(1)若木板B固定,则经过多少时间木块A开始滑动?
(2)若木板B固定,求t2=2.0 s时木块A的加速度大小。
(3)若木板B不固定,求t3=1.0 s时木块A受到的摩擦力大小。
【答案】(1)1.5s(2)1 m/s2(3)1.5 N
【解析】
试题分析:(1)当木板固定时,A开始滑动瞬间,水平力F与最大静摩擦力大小相等,
则:F=f=μmg,
设经过t1时间A开始滑动,则: 。
(2)t=2 s时,有:F=kt=2×2 N=4 N,
F-μmg=ma
a=1 m/s2。
(3)在t=1 s时水平外力为:F=kt=2×1 N=2 N 由于此时外力小于最大静摩擦力,两者一定不发生相对滑动,故一起做匀加速运动
以整体为研究对象,有牛顿第二定律可得:F=(m+M)a′,a′=0.5 m/s2
对A受力分析为:F-f=ma′,
f=F-ma′=(2-1×0.5)N=1.5 N
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