Question

如图所示，静止在水平面的纸带上放一质量为m的小金属块(可视为质点)，金属块离纸带右端距离为L，金属块与纸带间的动摩擦因数为μ，现用力向左将纸带从金属块下水平抽出，设纸带加速过程极短，可以认为纸带在抽动过程中一直做匀速运动，ks*5u

求：(1)金属块刚开始运动时受到的摩擦力的大小和方向；

(2)要将纸带从金属块下水平抽出，纸带的速度v应满足的条件．

 

Answer 1

【答案】

(1)μmg　方向水平向左   (2)v>

【解析】　(1)金属块受到的摩擦力的大小F＝μmg，方向水平向左．

(2)依题意构建金属块的物理情景，画出运动过程图，由牛顿第二定律，

金属块的加速度a＝＝＝μg                   ①

设金属块刚滑到纸带右端时速度正好与纸带速度相等，大小为v

由v＝at，得t＝      ②    金属块位移s₁＝at²                      ③

纸带位移s₂＝vt          ④      由空间关系得s₂－s₁＝L           ⑤

将①、②代入③得s₁＝μg·    ⑥

将④、⑥代入⑤得－＋vt＝L⇒－＋v＝L⇒v²＝2μgL⇒v＝⑦

要将纸带从金属块下水平抽出，则有v>⑧ks*5u