题目内容
(2013年山东省济南市期末)静止在水平面上的A、B两个物体通过一根拉直的轻绳相连,如图所示,轻绳长L=1m,承受的最大拉力为8N,A的质量m1=2kg,B的质量m2=8kg,A、B与水平面间的动摩擦因数,现用一逐渐增大的水平力作用在B上,使A、B向右运动,当F增大到某一值时,轻绳刚好被拉断(g=10m/s2)
(1)求绳刚被拉断时F的大小
(2)若绳刚被拉断时,A、B的速度为2m/s,保持此时的F大小不变,当A的速度恰好减小为0时,A、B间的距离为多少?
解:(1) 设绳刚要被拉断时产生的拉力为T,根据牛顿第二定律,对A物体有
T-μm1g = m1a …………… 1分
代入数值得a =2 m/s2 ………… 1分
对A、B整体
F-μ(m1+m2)g = (m1+m2)a ……… 1分
代入数值得F = 40 N …………………………… 1分
(2) 设绳断后,A的加速度为a1,B的加速度为a2,则
a1 = = 2 m/s2 …… 1分
a2 = =3 m/s2 ………… 1分
A停下来的时间为t,则 t ==1 s……………… 1分
A的位移为x1,则 x1 ==1 m ………… 1分
B的位移为x2,则x2=vt+a2t2 =3.5 m…………… 1分
A刚静止时,A、B间距离为Δx=x2+L-x1=3.5 m ……… 1分
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