题目内容
【题目】如图所示,质量分别为mA=1kg、mB=3kg的物块A、B置于足够长的水平面上,在F=13N的水平推力作用下,一起由静止开始向右做匀加速运动,已知A、B与水平面间的动摩擦因数分别为μA=0.2、μB=0.1,取g=10m/s2 . 求:
(1)物块A、B一起做匀加速运动的加速度;
(2)物块A对物块B的作用力大小;
(3)某时刻A、B的速度为v=2m/s,此时撤去推力F,求撤去推力后物块A、B间的最大距离.
【答案】
(1)解:设物块A、B一起做匀加速运动的加速度为a,则由牛顿第二定律得:
F﹣μAmAg﹣μBmBg=(mA+mB)a,
代入数据解得:a=2m/s2;
方向与力F的方向相同,即方向水平向右.
答:物块A、B一起做匀加速运动的加速度为2m/s2;方向水平向右;
(2)解:设物块A对物块B的作用力大小为F′,以物块B为研究对象,则:
F′﹣μBmBg=mBa,
代入数据解得:F′=9N;
答:物块A对物块B的作用力大小为9N;
(3)解:撤去水平力F后,物块A、B都做匀减速运动,设它们的加速度分别为aA、aB,则根据牛顿第二定律可得:
μAmAg=mAaA,μBmBg=mBaB,
代入数据解得:aA=2m/s2,aB=1m/s2,
物块A运动的位移为: ,
物块B运动的位移为: ,
物块A、B间的最大距离为:△x=x2﹣x1=1m.
答:撤去推力后物块A、B间的最大距离为1m.
【解析】(1)将AB看成一个整体进行受力分析综合列式求解即可。
(2)以物块B为研究对象,对B物体进行受力分析列式求解。
(3)根据牛顿第二定律以及匀加速直线运动公式求解。
【考点精析】关于本题考查的匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系,需要了解速度公式: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“-”值才能得出正确答案.