题目内容

【题目】如图所示,质量为M=1kg,长度l=2.5m的木板B静止在水平面上,其右端上表面紧靠一固定斜面轨道的底端(斜面底端与木板B右端的上表面之间有一段小圆弧平滑连接),轨道与水平面的夹角θ=。质量为m=1kg的物块A在斜面轨道上距轨道底端x0=m处静止释放,一段时间后从右端滑上木板B。已知斜面轨道光滑,物块A与木板 B 上表面间的动摩擦因数μ1=0.3,木板B与地面间的动摩擦因数μ2=0.1,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin 0.6,cos=0.8,g取10m/s2,物块A可视为质点,求:

(1)物块A刚滑上木板B时的速度的大小;

(2)物块A刚滑上木板B时物块A的加速度大小a1和木板B的加速度大小a2;

(3)物块A全过程滑动的总路程。

【答案】(1)4m/s(2)a1=3m/s2,a2=1m/s2 (3)m

【解析】

(1)A沿斜面下滑由牛顿第二定律有

mgsinθ=ma0

由速度位移公式得,则有

v1=

解得

m/s

(2)A刚滑上B上运动后,对A:

μ1mg=m a1

对B:

μ1mg-μ2(m+M)g=Ma2

得

a1=3m/s2,a2=1m/s2

(3)设A与B达到相同速度v1时,用时为t,则有

对A:

v2=v1-a1t

对B:

v2=a2t

解得

v2=1m/s,t=1s

此过程中A的位移

B的位移

解得

xA=2.5m,xB=0.5m

A相对B滑动的距离

xA-xB=2m<l

达到共速后,A和B一起继续运动。设A、B一起运动的加速度大小为a3,位移为x,对A、B整体有

μ2(m+M)g=(m+M)a3

=2a3x

解得

x=0.5m

移动的总路程

s=x0+xA+x

解得

s=m

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