题目内容

如图所示,光滑斜面的底端a与一块质量均匀、水平放置的平板光滑相接,平板长为2L,L=1m。其中心C固定在高为R的竖直支架上,R=1m。支架的下端与垂直于纸面的固定转轴O连接,因此平板可绕转轴O沿顺时针方向翻转。问:
(1)在斜面上离平板高度为h0处放置一滑块A,使其由静止滑下,滑块与平板间的摩擦因数μ=0.2。为使平板不翻转,h0最大为多少?
(2)如果斜面上的滑块离平板的高度为h1=0.45m,并在h1处先后由静止释放两块质量相同的滑块A、B,时间间隔为△t=0.2s,则B滑块滑上平板后多少时间,平板恰好翻转。(重力加速度g取10m/s2
解:(1)设A滑到a处的速度为v0=
f=μN,N=mg,f=ma,a=μg ②
滑到板上离a点的是大距离为v02=2μgs0,s0=2gh0/2μg=h0/μ ③
A在板上不翻转应满足条件;摩擦力矩小于正压力力矩,即M摩擦≤M压力
μmgR≤mg(L-s0) ④
h0≤μ(L-μR)=0.2(1-0.2)=0.16m ⑤
(2)当h=0.45m,,vA=vB=3m/s ⑥
设B在平板上运动直到平板翻转的时刻为t,取△t=0.2s
sA=vA(t+△t)-μg(t+△t)2/2 ⑦'
SB=vBt-μgt2/2 ⑦
两物体在平板上恰好保持平板不翻转的条件是2μmgR=mg(L-SA)+mg(L-SB)⑧
由⑦+⑦′式等于⑧式,得t=0.2S
练习册系列答案
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