题目内容
中央电视台近期推出了一个游戏节目——推矿泉水瓶.选手们从起点开始用力推瓶一段时间后,放手让瓶向前滑动,若瓶最后停在桌上有效区域内,视为成功;若瓶最后不停在有效区域内或在滑行过程中倒下均视为失败。其简化模型如图所示,AC是长度为L1=5m的水平桌面,选手们可将瓶子放在A点,从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶,BC为有效区域。已知BC长度为L2=2m,瓶子质量为m=0.5kg,瓶子与桌面间的动摩擦因数μ=0.4。某选手作用在瓶子上的水平推力F=20N,瓶子沿AC做直线运动, g=10m/s2。假设瓶子可视为质点,那么该选手要想游戏获得成功,试问:
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(1)推力作用在瓶子上时所做的功最大不得超过多少?
(2)推力作用在瓶子上的距离最小为多少?
(1)
;(2)
。
【解析】
试题分析:由题目可知,推力作用距离越大,做功越多,瓶子滑行的距离就越大。
(1)瓶子滑行最远到达C点,由动能定理得:
①
推力做功最大为
②
(2)瓶子滑行到B点时,推力作用距离最小,由动能定理得:
③
推力作用的最小距离
④
考点:动能定理的应用
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