题目内容

如图11所示,物体A放在足够长的木板B上,木板B静止于水平面。已知A的质量mAB的质量mB均为2.0kg,AB之间的动摩擦因数μ1=0.2,B与水平面之间的动摩擦因数μ2=0.1,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度g取10m/s2。若t=0开始,木板BF1=16N的水平恒力作用,t=1s时F1改为F2=4N,方向不变,t=3s时撤去F2

(1)木板BF1=16N的水平恒力作用时,AB的加速度aAaB各为多少?

(2)从t=0开始,到AB都静止,AB上相对B滑行的时间为多少?

(3)请以纵坐标表示A受到B的摩擦力fA,横坐标表示运动时间t(从t=0开始,到AB都静止),取运动方向为正方向,在图12中画出fAt的关系图线(以图线评分,不必写出分析和计算过程)。

 


                                                              

 


     (1)(5分)

根据牛顿第二定律得

μ1mAg=mAaA   --------------------------------------①----------------(1分) 

aA=μ1g

=0.2×10m/s2

=2 m/s2 ----------------------------------------------②----------------(1分) 

F1μ2(mA+mB) gμ1mAg=mBaB ------------------③----------------(2分)

          代入数据得 

aB=4 m/s2          --------------------------------④-----------------(1分)

     (2)(9分)

t1=1s时,AB分别为vAvB

               vA= aA t1 ------------------------------------------------⑤-----------------(1分)

=2×1 m/s

=2 m/s       ----------------------------------------⑥-----------------(1分)

          vB= aB t1 -------------------------------------------------⑦-----------------(1分)

=4×1 m/s

=4 m/s       ---------------------------------------⑧------------------(1分)

          F1改为F2=4N后,在B速度大于A速度的过程,A的加速度不变,B的加速度设为, 根据牛顿第二定律得

          F2μ2(mA+mB) gμ1mAg=mB -------------------⑨---------------(1分)

         代入数据得    

=-2m/s2     ---------------------------------------⑩----------------(1分)

         设经过时间t2AB速度相等,此后它们保持相对静止。

           vA + aA t2= vB+t2 ------------------------------------⑾…-------------(1分)

          代入数据得t2=0.5s          -------------------------⑿---------------(1分)

          AB上相对B滑行的时间为t= t1+ t2=1.5s--------⒀---------------(1分)

      (3)(6分)

 


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