题目内容

2.如图所示,质量为M,长度为L的长木板放在水平桌面上,木板右端放有一质量为m的小木块(可视为质点),木块与木板之间的动摩擦因数为μ; 开始时木块、木板均静止,某时刻起给木板施加一大小为F方向水平向右的恒定拉力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.
(1)若桌面光滑,且M和m相对静止,则木块受到的摩擦力f多大?
(2)若木板与桌面之间的动摩擦因数也为μ,拉力F=6μ(M+m)g,求从开始运动到木板从小木块下抽出经历的时间t.

分析 (1)M与m一起做匀加速直线运动,加速度相同,对整体运用牛顿第二定律求出加速度,再对m受力分析,根据牛顿第二定律即可求解f.
(2)根据牛顿第二定律求出木块和木板的加速度,根据位移时间公式算出M和m的位移,木板被拉出时两者位移之差为板长L,由此可以得到拉出时间t.

解答 解:(1)对M与m整体运用牛顿第二定律得:
   a=$\frac{F}{M+m}$
对m受力分析,根据牛顿第二定律得:
   f=ma=$\frac{Fm}{M+m}$
(2)在此过程中,木块与木板各做匀加速运动:
木块的加速度为:a1=$\frac{μmg}{m}$=μg
木板的加速度为:a2=$\frac{F-μmg-μ(M+m)g}{M}$=$\frac{6μ(M+m)g-μmg-μ(M+m)g}{M}$=$\frac{4μmg+5μMg}{M}$
木板从小木块下抽出时,木块的位移:S1=$\frac{1}{2}$a1t2
木板的位移:S2=$\frac{1}{2}$a2t2
又:S2-S1=L
解得:t=$\sqrt{\frac{ML}{μg(M+m)}}$
答:
(1)若桌面光滑,且M和m相对静止,则木块受到的摩擦力f是$\frac{Fm}{M+m}$.
(2)从开始运动到木板从小木块下抽出经历的时间t是$\sqrt{\frac{ML}{μg(M+m)}}$.

点评 解决本题的关键能够正确地受力分析,运用牛顿第二定律和运动学公式进行求解,要知道木板被拉出时两者位移之差等于板长L,运用隔离法研究相对滑动的情形.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网