题目内容

3.如图,在光滑的水平面上停放有一长木板A,A的左端放有一质量与A的质量相同的小滑块B.在将A固定(A不能滑动)和不固定(A能自由滑动)两种情况下,给B施一大小均为F=4.7N的水平向右的拉力,使B由静止开始向右运动,测得在A不固定时B滑至A的右端所用的时间是在A固定情况下B滑至A的右端所用的时间的1.2倍,求A、B之间滑动摩擦力的大小是多少?

分析 当A固定时,B做匀加速直线运动,当A不固定时,A做匀加速直线运动,B做匀加速直线运动,结合牛顿第二定律和运动学公式列出方程组,结合运动时间的关系求出摩擦力与F的表达式,从而得出摩擦力的大小.

解答 解:设木板A的长度为L,A、B质量均为m,A、B间的摩擦力大小为f,A固定时,B滑至A的右端所用的时间是t1,A不固定时B滑至A的右端所用的时间是t2,则
A固定时,B以加速度a1向右运动,有F-f=ma1
L=$\frac{1}{2}{a}_{1}{{t}_{1}}^{2}$,
A不固定时,B仍以加速度a1向右运动,A以加速度a2向右运动,有
f=ma2
L=$\frac{1}{2}{a}_{1}{{t}_{2}}^{2}-\frac{1}{2}{a}_{2}{{t}_{2}}^{2}$
已知 t2=1.2t1     
由上述方程可解得:$f=\frac{11}{47}F$
代入数据得:f=1.1N.
答:A、B之间滑动摩擦力的大小是1.1N.

点评 解决本题的关键理清A、B的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解,难度中等.

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