题目内容

如图所示,两个相同的木板AB置于水平地面上,质量均为m=1kg,其中B固定不动,A可以沿地面滑动,它们相距s=1.5m。质量为2m,大小可忽略的物块C置于A板的左端。CA之间的动摩擦因数为μ1=0.22,AB与水平地面之间的动摩擦因数为μ2=0.10,最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。现给C施加一个水平向右,大小为0.4mg的水平恒力F,使其开始运动,设AB发生碰撞后立即静止,重力加速度g=10m/s2。求

       (1)要使C最终不脱离木板,每块木板的长度至少应为多少?

       (2)若C恰好没有脱离木板,水平恒力F所做的功。

答案:(1)1.25 m;(2)16J

解析:(1)由于C与木板间的滑动摩擦力f11×2mg=0.44 mg> F=0.4 mg

所以,AC能保持相对静止。(2分)

F的作用下一起向右匀加速运动,设A刚要与B发生碰撞时的速度为v,对AC整体,由动能定理得

F-3μ2mgs=,(3分)

解得v=1 m/s 。(1分)

AB发生碰撞后停止,C在木板上做匀减速直线运动,若刚好滑到B的最右端恰好停止,则木板的长度最小。对C物体,由动能定理得

Fμ1×2mg=,(2分)

解得L=1.25 m,即每块木板的长度至少应为1.25 m。(1分)

(2)C恰好没有脱离木板,C的位移为m,(3分)

故水平恒力F所做的功为J。(2分)

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