如圖所示,長L=1.5m,質(zhì)量M=3kg的木板靜止放在水平面上,質(zhì)量m=1kg的小物塊(可視為質(zhì)點)放在木板的右端,木板和物塊間的動摩擦因數(shù)μ1=0.1,木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.2.現(xiàn)對木板施加一水平向右的拉力F,取g=10m/s2,求:
(1)使物塊不掉下去的最大拉力F0(物塊受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力).
(2)如果拉力F=21N恒定不變,小物塊所能獲得的最大動能.
精英家教網(wǎng)
(1)物塊剛好不掉下去,物體與木板達到最大靜摩擦力,且具有相同的最大加速度a1
對物塊,最大加速度,a1=
μ1mg
m
=μ1g=1m/s2

對整體:F02(M+m)g=(M+m)a1
∴F02(M+m)g+(M+m)a1=12N
(2)當拉力F=21N>F0時,物塊相對木板滑動.
對木板,加速度a2=
F-μ1mg-μ2(M+m)g
M
=4m/s2

設小物塊滑離時經(jīng)歷的時間為t,
1
2
a2t2-
1
2
a1t2=L

∴t=1s
此時Vm=a1t=1m/s
Ekm=
1
2
m
V2m
=0.5J

答:(1)使物塊不掉下去的最大拉力為12N.
(2)如果拉力F=21N恒定不變,小物塊所能獲得的最大動能為0.5J.
練習冊系列答案
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如圖所示,長L=1.6m,質(zhì)量M=3kg的木板靜放在光滑水平面上,質(zhì)量m=1kg、帶電量q=+2.5×10-4C的小滑塊放在木板的右端,木板和物塊間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,所在空間加有一個方向豎直向下強度為E=4.0×104N/C的勻強電場,如圖所示,現(xiàn)對木板施加一水平向右的拉力F.取g=10m/s2,求:
(1)使物塊不掉下去的最大拉力F;
(2)如果拉力F=11N恒定不變,小物塊所能獲得的最大動能.

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(2012?豐臺區(qū)模擬)如圖所示,長L=1.3m,質(zhì)量M=5.0kg的平板小車A靜止在光滑的水平面上,小車左端放有質(zhì)量m=1.0kg的木塊B(可以看作質(zhì)點),木塊B與小車A之間的動摩擦因數(shù)μ=0.20,現(xiàn)用水平恒力F拉動木塊B在小車A上滑行.求:
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(3)從木塊B剛開始運動到A、B脫離的過程中,水平恒力F對木塊B所做的功.

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精英家教網(wǎng)如圖所示,長L=1.3m,質(zhì)量M=5.0kg的平板小車A靜止在光滑的水平面上,小車左端放有質(zhì)量m=1.0kg的小木塊B(可以看作質(zhì)點),木塊B與小車A之間的動摩擦因數(shù)μ=0.20,現(xiàn)用水平恒力F拉動木塊B在小車A上滑行.求:
(1)小木塊B在平板小車A上滑行時,小車A的加速度大小、方向;
(2)當F=
12
mg
時,使木塊B從小車A的右端與A脫離時,小車A的動能和此過程中F對木塊B做的功.

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(1)使物塊不掉下去的最大拉力F;
(2)如果拉力F=10N恒定不變,小物塊所能獲得的最大動能.

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