18.(凤阳荣达学校2009届高三物理第三次月考测试)如图所示,一块质量为M、长为l的匀质板放在很长的光滑水平桌面上,板的左端有一质量为m的物块,物块上连接一根很长的细绳,细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮,某人以恒定的速度向下拉绳,物块最多只能到达板的中点,而且此时板的右端尚未到达桌边定滑轮。求:

(1)物块与板的动摩擦因数及物块刚到达板的中点时板的位移

(2)若板与桌面间有摩擦,为使物块能到达板右端,板与桌面的动摩擦因数的范围

(3)若板与桌面间的动摩擦因数取(2)问中的最小值,在物块从板的左端运动到右端的过程中,人拉绳的力所做的功(其他阻力均不计)

解析:

(1)(4分)板在摩擦力作用下向右做匀加速运动直至与物块速度相同,此时物块刚到达板的中点。设时间为,对木板有:,   ∴                      

设在此过程中物块前进位移为,板前进位移为

                           

由以上几式可得:物块与板间的摩擦因数为,板的位移

(2)(6分)设板与桌面间摩擦因数为,物块在板上滑行的时间为则对板有:

, 

              

又设物块从板的左端运动到右端的时间为

                     

为了使物块能到达板的右端,必须满足      

                  

所以为了使物块能到达板的右端,板与桌面间的摩擦因数

(3)(6分)设绳子的拉力为T,物块从板的左端到达右端的过程中物块的位移为,则有:

                   

                  

由功的计算公式得:

    

所以绳的拉力做功为

(或E+W)

 0  137088  137096  137102  137106  137112  137114  137118  137124  137126  137132  137138  137142  137144  137148  137154  137156  137162  137166  137168  137172  137174  137178  137180  137182  137183  137184  137186  137187  137188  137190  137192  137196  137198  137202  137204  137208  137214  137216  137222  137226  137228  137232  137238  137244  137246  137252  137256  137258  137264  137268  137274  137282  447348 

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