题目内容
【题目】如图所示,质量均为的物体A、B紧挨着放置在粗糙的水平面上,物体A的右侧连接劲度系数为的轻质弹簧,弹簧另一端固定在竖直墙壁上,开始时两物体压紧弹簧并恰好处于静止状态。现对物体B施加水平向左的拉力,使A和B整体向左做匀加速运动,加速度大小为,直至B与A分离。已知两物体与水平面间的动摩擦因数均为,两物体与水平面之间的最大静摩擦力均与滑动摩擦力相等,取重力加速度.求:
(1)静止时,物体A对B的弹力大小;
(2)水平向左拉力的最大值;
(3)物体A、B开始分离时的速度。
【答案】(1)静止时,物体A对B的弹力大小为15N (2)水平向左拉力F的最大值为21N (3)物体A、B开始分离时的速度为0.6m/s。
【解析】
(1)开始时,弹簧压紧,AB两物体恰好处于静止状态,AB整体作为研究对象,则有在水平方向,由平衡条件得:
对A进行受力分析,在水平方向则有:
联立以上两式可得:
B对A的作用力和A对B的作用力是作用力和反作用力,故有:
(2)物体A、B分离时,F最大,对物体B,由牛顿第二定律得:
代入数据解得:
(3)物体A、B静止时,弹簧压缩的距离为x0,对A、B系统,由平衡条件得:
物体A、B开始分离时,对物体A,由牛顿第二定律:
从静止到物体A和B分离,物体运动的位移为:
根据匀变速运动的规律得:
代入数据解得:
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