题目内容

【题目】如图所示,在足够高的光滑水平台面上静置一质量为m的长木板A,木板A右端用轻绳绕过光滑的轻质定滑轮与质量也为m的物体C连接.当C从静止开始下落距离h时,在木板A的最右端轻放一质量为4m的小铁块B(初速度为0,可视为质点),最终B恰好未从A上滑落,A、B间的动摩擦因数μ=0.25.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.计算:

(1)C由静止下落距离h时,木板A的速度大小vA;

(2)木板A的长度L;

(3)若当铁块B轻放在木板A最右端的同时,对B加一水平向右的恒力F=7mg,其他条件不变,计算B滑出A时B的速度大小vB.

【答案】(1) (2)2h (3)

【解析】

(1)对A、C分析,有

mg=2ma1

解得

(2)B放在A上后,设A、C仍一起加速,则

mg-4μmg=2ma2

解得

a2=0

即B放在A上后,A、C以速度vA匀速运动.此时,B匀加速运动,加速度

aB1=

设经过时间t1,B的速度达到vA,且B刚好运动至木板A的左端

则有

vA=aB1t1

木板A的长度

L=SAC-SB=vAt1-

解得

L=2h

(3)加上力F后,B的速度达到vA前,A和C仍匀速,B仍加速,此时

B的加速度

aB2=

加速时间

B相对A的位移

A、B共速后都向右加速,设经时间t3,B滑出A.有

对B有

aB3=

对A有

aAC=

B相对A的位移

解得

B滑出A时的速度

vB=vA+aB3·t3=

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