题目内容

如图所示,质量m=1kg、长L=0.8m的均匀矩形薄板静止在水 平桌面上,其右端与桌子边缘相平.板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4.现用F=5N的水平力向右推薄板,使它翻下桌子,力F做的功至少为(g取10m/s2)( )

A.1J
B.2J
C.1.6J
D.4J
【答案】分析:要使力F做的功最少就要使推力作用时间最短,推力撤去后,物体减速滑行,刚好重心到达桌面边缘时,速度减为零;
对木板加速和减速分别受力分析,然后根据牛顿第二定律求得加速和减速的加速度,再根据运动学公式列式求出力作用的位移,再根据恒力做功公式求解.
解答:解:加速时,对木板受力分析,受到重力、支持力、推力F和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律,有
F-μmg=ma1
解得
a1=1m/s2
减速时,对木板受力分析,受到重力、支持力和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律,有
-μmg=ma2
解得
a2=-4m/s2
木板先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动,到达桌面边缘时,速度减为零,设最大速度为v,根据位移速度公式,有



解得:x1==0.32m
W=Fx1=1.6J
故选C.
点评:本题关键是找出作用时间最短的临界过程,然后先根据牛顿第二定律求解出加速过程和减速过程的加速度,再根据运动学公式列式求出力作用的位移,再根据恒力做功公式求解.
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