题目内容
【题目】如图所示,水平面上的木板B和物块A(可视为质点)用一根细绳通过动滑轮连接,木板B长L=2 m,滑轮两侧细线保持水平且足够长。己知A、B间的动摩擦因数μ1=0.4,B与地面间的动摩擦因数μ2=0.1,物块A、木板B的质量分别为mA=l kg、mB=2 kg,不计细线和滑轮的质量,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取l0m/s2。开始时A在B的中间位置且A、B均静止,现在滑轮的轴上施加水平向右的拉力F。
(1)若拉力F=F1=6N,求B对A的摩擦力。
(2)拉力F至少大于多少,才能使A、B发生相对滑动?
(3)若拉力F=F2=22N,求从施加拉力到A由B上滑落的过程中系统因摩擦而产生的热量。
【答案】(1)2N,方向水平向左(2)拉力至少大于18N(3)13J
【解析】
(1)根据牛顿第二定律,假设AB间无相对滑动,则整体的加速度:F1-μ2(mAg+mBg)=(mA+ mB)a1 ,解得a1=1 m/s2 ,对物块 A:,解得= 4N假设成立,故B对A的摩檫力大小为2N,方向水平向左。
(2)对A根据牛顿第二定律:,同理对B有:.,解得F=18N,即拉力至少大于18N,才能使A、B发生相对滑动。
(3)由于22N>18N,故A相对B一定向右滑动。对物块A:,解得:aA=7m/s2 ,对木板 B:,aB= 6m/s2,根据运动学公式,滑落时满足,解得t=1s,xB=,因摩檫而产生的热量 Q=。
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