题目内容
【题目】如图所示,一质量为M=4 kg,长为L=2 m的木板放在水平地面上,已知木板与地面间的动摩擦因数为μ=0.1,在此木板的右端上还有一质量为m=1 kg的铁块,且视小铁块为质点,木板厚度不计.今对木板突然施加一个水平向右的拉力F.
(1)若不计铁块与木板间的摩擦,且拉力大小为6 N,则小铁块经多长时间将离开木板?
(2)若铁块与木板间的动摩擦因数为0.2,铁块与地面间的动摩擦因数为0.1,要使小铁块对地面的总位移不超过1.5 m,则施加在木板水平向右的拉力应满足什么条件?(g=10 m/s2)
【答案】(1)4 s; (2)大于或等于47 N;
【解析】(1) 对木板受力分析,由牛顿第二定律得:
由运动学公式,得
解得:
(2)铁块先在木板上和木板发生相对运动,然后在地面上滑行。
铁块在木板上时,对铁块: 、对木板:
铁块在地面上时,对铁块:
设铁块从木板上滑下时的速度为v1,铁块在木板上和地面上的位移分别为x1、x2,当小铁块对地面的总位移恰为1.5 m时,有:
、且
设铁块在木板上滑行时间为t1,则对铁块有
在这段时间内木板对地面的位移
铁块和木板间位移满足
解得:
要使小铁块对地面的总位移不超过1.5 m,
练习册系列答案
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