题目内容
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,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μ=0.2,现用一逐渐增大的水平力F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静止时,A、B间的距离为多少?
解:(1)设绳刚要拉断时产生的拉力为F1,根据牛顿第二定律对A物体有:
F1-μm1g=m1a
代入数值得
a=2m/s2
对AB整体分析有:
F-μ(m1+m2)g=(m1+m2)a
代入数值计算得F=40N;
(2)设绳断后,A的加速度为a1B的加速度为a2,则有
=
A停下来的时间为
A的位移为:
B的位移为:==3.5m
则此时AB间距离△x=x2+L-x1=3.5m
答:(1)绳刚被拉断时F的大小为40N.
(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静止时,A、B间的距离为3.5m.
分析:(1)先分析A当绳达拉力最大时产生的加速度,再整体分析产生该加速度时整体需要受到的拉力;
(2)绳断后,A在摩擦务作用下做匀减速直线运动,B在拉力作用下做匀加速直线运动,分析地A的运动时间,确定B和A的位移可得AB间距.
点评:整体法和隔离法是解决连接体问题的主要方法,抓住一起运动时加速度相同的联系点是解题的关键.
F1-μm1g=m1a
代入数值得
a=2m/s2
对AB整体分析有:
F-μ(m1+m2)g=(m1+m2)a
代入数值计算得F=40N;
(2)设绳断后,A的加速度为a1B的加速度为a2,则有
=
A停下来的时间为
A的位移为:
B的位移为:==3.5m
则此时AB间距离△x=x2+L-x1=3.5m
答:(1)绳刚被拉断时F的大小为40N.
(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静止时,A、B间的距离为3.5m.
分析:(1)先分析A当绳达拉力最大时产生的加速度,再整体分析产生该加速度时整体需要受到的拉力;
(2)绳断后,A在摩擦务作用下做匀减速直线运动,B在拉力作用下做匀加速直线运动,分析地A的运动时间,确定B和A的位移可得AB间距.
点评:整体法和隔离法是解决连接体问题的主要方法,抓住一起运动时加速度相同的联系点是解题的关键.
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