(09年潮南區(qū)期末)(17分)物體A的質(zhì)量,靜止在光滑水平面上的木板B的質(zhì)量為、長,某時(shí)刻A的初速度滑上木板B的上表面,為使A不致于從B上滑落,在A滑上B的同時(shí),給B施加一個(gè)水平向右的拉力F,若AB之間的動(dòng)摩擦因數(shù),試求拉力F應(yīng)滿足的條件。(忽略物體A的大小)

解析:物體A滑上木板B以后,作勻減速運(yùn)動(dòng),加速度

 

    ①-----------------------------(1分)

 

木板B作勻加速運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度為,由牛頓第二定律,有:

 

     ②----------------------------------(2分)

 

A不從B的右端滑落的臨界條件是A到達(dá)B的右端時(shí),A、B具有共同的速度,

 

由位置關(guān)系,有     ③----------------------------(2分)

 

運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,有     ④-------------------------------(2分)

 

由①③④式,可得 ⑤------------------------(1分)

 

由②⑤式,得

 

   ⑥----------------------------(2分)

 

代入數(shù)值,得----------------------------------------(1分)

F<1N,則A滑到B的右端時(shí),速度仍大于B的速度,于是將從B上滑落,所以F必須大于等于1N

 

當(dāng)F較大時(shí),在A到達(dá)B的右端之前,就與B具有相同的速度,之后,A必須相對(duì)B靜止,才能不會(huì)從B的左端滑落。-------------------------------(1分)

 

當(dāng)A相對(duì)B靜止時(shí),由牛頓第二定律

 

對(duì)A、B的整體,設(shè)加速度為,有----------(1分)

 

對(duì)A有---------------------------------------(1分)

 

聯(lián)立解得  ---------------------------------------(1分)

 

F大于3N,A就會(huì)相對(duì)B向左滑下。-----------------------(1分)

 

使A不致于從B上滑落,力F應(yīng)滿足的條件是:-------(1分)

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       (1)當(dāng)ab棒達(dá)到最大速度后,cd棒受到的摩擦力;

       (2)從ab棒開始下滑到達(dá)到最大速度的過程中,ab與cd棒上產(chǎn)生的總熱量。

   

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