题目内容

如图所示,质量m=1kg、长L=0.8m的质量分布均匀的矩形薄板静止在水平桌面上,其右端与桌子边缘相平.板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4. (取g=10m/s2
(1)求能使薄板由静止开始运动的最小水平推力大小;
(2)现用F=5N的水平力向右推薄板,能使它翻下桌子,F作用的时间至少为多少.
分析:(1)当推力等于滑动摩擦力时,该推力为最小推力,根据平衡求出最小推力的大小.
(2)当木板运行的位移为
L
2
,重心越过桌面的边缘,能翻下桌子,根据牛顿第二定律求出匀加速直线运动的加速度,撤去外力后,求出匀减速直线运动的加速度,抓住匀加速直线运动和匀减速直线运动位移之和等于
L
2
,求出F作用的最小时间.
解答:解:(1)当推力等于滑动摩擦力时,该推力为最小推力.
F=μmg=4N
(2)板在F作用下做加速运动F-μmg=ma1
a1=1 m/s2,v2=2a1s1
F撤去后物体做减速运动,
μmg=ma2,a2=4 m/s2
速度减为零v2=2a2s2
当板的重心越过桌子边缘会自动翻下桌子,
则有s1+s2=
L
2

v2
2a1
+
v2
2a2
=
L
2

v=0.8 m/s,
t1=
v
a1
=0.8 s
答:(1)能使薄板由静止开始运动的最小水平推力大小为4N.
(2)F作用的时间至少为0.8s.
点评:解决本题的关键知道当木板运行的位移为
L
2
,重心越过桌面的边缘,能翻下桌子,抓住匀加速直线运动和匀减速直线运动的位移之和等于
L
2
求出F的作用的时间.
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