如圖所示,一塊木板靜止在光滑且足夠長的水平面上,木板質(zhì)量M=4kg,長度L=1.4m;木板右端放著一個小滑塊N,小滑塊質(zhì)量m=1kg,其尺寸遠(yuǎn)小于L,小滑塊與木塊之間的動摩擦因數(shù)μ=0.4(g=10m/s2).
(1)現(xiàn)用恒力F作用在木板M上,為了使得N能從M上面滑落下來,問:F大小的范圍是什么?
(2)其他條件不變,若恒力F=22.8N,且始終使用在M上,最終使得N能從M上面滑落下來.問:N在M上面滑動的時間是多長?
(1)小滑塊與木板間的滑動摩擦力f=μN(yùn)=μmg,它在f作用下向右做勻加速運(yùn)動的加速度為:a1=
f
m
=μg=4m/s2
木板在拉力F和f作用下向右做勻加速運(yùn)動的加速度為:a2=
F-f
m

而要使N能從M上面滑落下來的條件是a2>a1
所以得:F>μ(M+m)g=20N
(2)設(shè)N在M上面滑動的時間為t,當(dāng)恒力F=22.8N時,木板的加速度為:
a2=
F-f
M
=
22.8-0.4×10
4
═4.7m/s2
小滑塊在時間t內(nèi)運(yùn)動的位移為:s1=
1
2
a1t2
木板在時間t內(nèi)運(yùn)動位移為:s2=
1
2
a2t2,
因s2-s1=L
得:
1
2
×
4.7t2-
1
2
×
4t2=1.4,
解得:t=2s.
答:(1)F的大小范圍為F>20N;
(2)N在M上面滑動的時間是2s.
練習(xí)冊系列答案
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B.將重物吊起加速上升時繩索受到的拉力大于mg
C.將重物吊起加速上升過程中繩索突然斷了,重物將做自由落體運(yùn)動
D.將重物吊起加速上升過程中繩索突然斷了,重物將繼續(xù)向上運(yùn)動,然后才做自由落體運(yùn)動

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