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精英家教网如图所示,物块A、木板B的质量均为m=10kg,不计A的大小,B板长L=3m.开始时A、B均静止.现给A以某一水平初速度从B的最左端开始运动.已知A与B、B与地之间的动摩擦因数分别为μ1=0.3和μ2=0.1,g取10m/s2
(1)若物块A刚好没有从B上滑下来,则A的初速度多大?
(2)若把木板B放在光滑水平面上,让A仍以(1)问的初速度从B的最左端开始运动,则A能否与B脱离?最终A和B的速度各是多大?
分析:(1)若物块A刚好没有从B上滑下来,临界情况是A滑到B最右端时和B速度相同,根据牛顿第二定律结合运动学公式求出A的初速度.
(2)根据牛顿第二定律求出A、B的加速度,求出A、B速度相等时,两者的位移,从而得出相对位移,与木板的长度比较,判断是否脱离,若未脱离,两者具有相同的速度.
解答:解:(1)A在B上向右匀减速,加速度大小a11g=3 m/s2
木板B向右匀加速 a2=
μ1mg-μ2?2mg
m
=1m/s2
由题意,A刚好没有从B上滑下来,则A滑到B最右端时和B速度相同,设为v,得
时间关系  t=
v0-v
a1
=
v
a2

位移关系  L=
v
2
0
-v2
2a1
-
v2
2a2

解得v0=2
6
m/s;
(2)木板B放在光滑面上,A滑上B后加速度大小仍为a11g=3 m/s2
B向右匀加速的加速度   a2=
μ1mg
m
=3m/s2
设A、B达到相同速度v'时A没有脱离B,由时间关系  
v0-v′
a1
=
v′
a′2

解得  v′=
v0
2
=
6
m/s
A的位移sA=
v
2
0
-v′2
2a1
=3
m
B的位移sB=
v′2
2a′2
=1
m
由sA-sB=2m可知A没有与B脱离
最终A和B的速度相等,大小为
6
m/s
答:(1)若物块A刚好没有从B上滑下来,则A的初速度为2
6
m/s.
(2)A没有与B脱离,最终A和B的速度相等,大小为
6
m/s.
点评:解决本题的关键能够正确地进行受力分析,运用牛顿第二定律结合运动学公式灵活求解.
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