题目内容

如图所示,一块质量为M=2 kg,长L=1 m的匀质木板放在足够长的水平桌面上,初始时速度为零.板的最左端放置一个质量m=1 kg的小物块,小物块与木板间的动摩擦因数为μ1=0.2,小物块上连接一根足够长的水平轻质细绳,细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮(细绳与滑轮间的摩擦不计,木板与滑轮之间距离足够长,g=10 m/s2),要求:

(1)若木板被固定,恒力F=4 N向下拉绳,求小木块滑离木板时的速度大小v1

(2)若不固定木板,且板与桌面间光滑,某人仍以恒力F=4 N向下拉绳,求小木块滑离木板时的速度大小v2

(3)若不固定木板,若板与桌面间有摩擦,某人以恒定速度v=1 m/s向下拉绳,为使物块能从板的右端滑出,求板与桌面间的动摩擦因数μ2

答案:
解析:

  (1)对小物块受力分析

  由牛顿第二定律:

  得:a=2 m/s2(1分)

  运动学公式:

  得:v1=2 m/s(1分)

  (2)对小物块、木板受力分析

  由牛顿第二定律:

  得:a1=2 m/s2(1分)

  由:

  得:a2=2 m/s2(1分)

  物块的位移:

  木板的位移:

  又:x2x1L(1分)

  解得:(1分)

  得:(1分)

  (3)设物块在板上滑行的时间为t,物块滑到木板右端时的速度大小刚好为v,板与桌面间的动摩擦因数μ0

  对木板:(1分)

  对物块:(1分)

  解得:(1分)

  得:(1分)

  为了使物块能从板的右端滑出,(1分)


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