如圖所示,一塊質(zhì)量為M,長為L的均質(zhì)長木板放在很長的光滑水平桌面上,板的左端有一質(zhì)量為m的小物體(可視為質(zhì)點),物體上連接一根很長的細(xì)繩,細(xì)繩跨過位于桌邊的定滑輪.某人以恒定的速率v向下拉繩,物體最多只能到達(dá)板的中點,已知整個過程板的右端都不會到達(dá)桌邊定滑輪處.試求:

(1)當(dāng)物體剛達(dá)木板中點時木板的位移;

(2)若木板與桌面之間有摩擦,為使物體能達(dá)到板的右端,板與桌面之間的動摩擦因數(shù)應(yīng)滿足什么條件?

答案:
解析:

  解:(1)m與M相對滑動過程

  m勻速運動有:vt=S1 (1)

  M勻加速運動有:vt/2=S2 (2)

  S1-S2=L/2 (3)

  聯(lián)立以上三式得S2=L/2

  (2)設(shè)m與M之間摩擦因數(shù)為μ1

  當(dāng)桌面光滑時有 mgμ1=Ma1 (4)

  v2=2a1S2 (5)

  由(4)(5)得

  如果板與桌面有摩擦,因為M與桌面摩擦因數(shù)越大,m越易從右端滑下,所以當(dāng)m滑到M右端兩者剛好共速時摩擦因數(shù)最小,設(shè)為μ2

  對M有: (6)

   (7)

   (8)

  對m有: (9)

   (10)

  聯(lián)立以上五式得

  所以桌面與板間的摩擦因數(shù)μ≥Mv2/2(m+M)gL.


練習(xí)冊系列答案
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如圖所示,一塊質(zhì)量為M,長為L的均質(zhì)長木板放在很長的光滑水平桌面上,板的左端有一質(zhì)量為m的小物體(可視為質(zhì)點),物體上連接一根很長的細(xì)繩,細(xì)繩跨過位于桌邊的定滑輪.某人以恒定的速率v向下拉繩,物體最多只能到達(dá)板的中點,已知整個過程板的右端都不會到達(dá)桌邊定滑輪處.試求:
(1)當(dāng)物體剛達(dá)木板中點時木板的位移;
(2)求m與M之間摩擦因數(shù)
(3)若木板與桌面之間有摩擦,為使物體能達(dá)到板的右端,板與桌面之間的動摩擦因數(shù)應(yīng)滿足什么條件?

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如圖所示,一塊質(zhì)量為M的木板停在光滑的水平面上,木板的左端有擋板,擋板上固定一個小彈簧.一個質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點)以水平速度υ0從木板的右端開始向左運動,與彈簧碰撞后(彈簧處于彈性限度內(nèi)),最終又恰好停在木板的右端.根據(jù)上述情景和已知量,可以求出四個物理量中的(  )
①彈簧的勁度系數(shù)       
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N,水平推力F至少做
 
J的功才能使物塊A翻下桌面.

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