如圖所示,質(zhì)量為M=4kg的木板長L=1.4m,靜止在光滑且足夠長的水平地面上,其水平頂面右端靜置一質(zhì)量m=1kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),其尺寸遠(yuǎn)小于L,小滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4.
(1)若現(xiàn)用恒力F的作用于木板M上為使m能從M上滑落,F(xiàn)的大小范圍是多少?
(2)用恒力F=22.8N且始終作用于M上,最終使m能從M上滑落,m在M上滑動(dòng)的時(shí)間是多少?(不計(jì)空氣阻力,g=10m/s2
(1)小滑塊與木板間的滑動(dòng)摩擦力:f=μN(yùn)=μmg
小滑塊在滑動(dòng)摩擦力f作用下向右勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度:a1=
f
m
=μg

木板在拉力F和滑動(dòng)摩擦力f作用下向右勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度:a2=
F-f
M

使m能從M上面滑落下來的條件是a2>a1
即:
F-f
M
>μg

解得:F>20N
故F的范圍為F>20N
(本問也可按臨界情況即a1=a2的情況求解,然后再得出拉力范圍)
(2)設(shè)m在M上滑動(dòng)的時(shí)間為t,當(dāng)恒力F=22.8N,木板的加速度:a2=
F-f
M

小滑塊在時(shí)間t內(nèi)運(yùn)動(dòng)位移:S1=
1
2
a1t2
木板在時(shí)間t內(nèi)運(yùn)動(dòng)位移:S2=
1
2
a2t2
因:S2-S1=L
解得:t=2s
故m在M上滑動(dòng)的時(shí)間為2s.
答:(1)若現(xiàn)用恒力F的作用于木板M上為使m能從M上滑落,F(xiàn)的大小范圍是F>20N;
(2)用恒力F=22.8N且始終作用于M上,最終使m能從M上滑落,m在M上滑動(dòng)的時(shí)間為2s.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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航天器為了保持穩(wěn)定的姿態(tài)都要做自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),如圖所示裝置可以測定航天器自轉(zhuǎn)的角速度ω.此裝置可隨航天器一起繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)起來后元件A將在光滑桿上發(fā)生滑動(dòng),并輸出電信號(hào)成為航天器的控制信號(hào)源.已知A的質(zhì)量為m,彈簧的勁度系數(shù)為K、原長為L0,電源的電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻不計(jì),滑動(dòng)變阻器總長度為L,電阻分布均勻,系統(tǒng)靜止時(shí)滑動(dòng)變阻器滑片P在中點(diǎn),與固定接頭Q正對(duì),當(dāng)系統(tǒng)以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),求:
①彈簧形變量x與ω的關(guān)系式.
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如圖所示,兩個(gè)傾角相同的滑桿上分別套有A、B兩個(gè)圓環(huán),兩個(gè)圓環(huán)上分別用細(xì)線懸吊著兩個(gè)小球C、D,當(dāng)它們都沿滑桿向下滑動(dòng)時(shí),A的懸線與桿垂直,B的懸線豎直向下,則下列說法中正確的是( 。
A.A環(huán)與滑桿間沒有摩擦力
B.B環(huán)與滑桿間沒有摩擦力
C.A環(huán)做的是勻速運(yùn)動(dòng)
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如圖所示,物體A、B用細(xì)線連接繞過定滑輪,物體C中央有開口,C放在B上.固定擋板D中央有孔,物體B可以穿過它而物體C又恰好能被擋。矬wA、B、C的質(zhì)量MA=0.80kg、MB=MC=0.10kg,物體B、C一起從靜止開始下降H1=0.50m后,C被固定擋板D截住,B繼續(xù)下降H2=0.30m后停止.求:物體A與平面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ(g=10m/s2).

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某興趣小組的同學(xué)對(duì)一輛自制遙控小車的性能進(jìn)行測試.他們讓小車在水平的直軌道上由靜止開始運(yùn)動(dòng),并將小車運(yùn)動(dòng)的全過程記錄下來,其v-t圖象如圖所示.已知小車質(zhì)量為1kg,在2s~14s小車功率保持不變,在14s末關(guān)閉遙控器而讓小車自由滑行.v-t圖象中除2s~10s圖象為曲線外,其余時(shí)間圖象均為直線.在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中小車所受的阻力視為不變.g=10m/s2.求:
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如圖甲所示,水平傳送帶的長度L=5m,皮帶輪的半徑R=0.1m,皮帶輪以角速度(ω-ω0)t=2π順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng).現(xiàn)有一小物體(視為質(zhì)點(diǎn))以水平速度v0從A點(diǎn)滑上傳送帶,越過B點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng),其水平位移為s.保持物體的初速度v0不變,多次改變皮帶輪的角速度ω,依次測量水平位移s,得到如圖乙所示的s-ω圖象.回答下列問題:
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(2)圓管彈起后圓球不致滑落,L應(yīng)滿足什么條件.
(3)圓管上升的最大高度是多少?

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質(zhì)量不等但有相同初速度的兩物體,在動(dòng)摩擦因數(shù)相同的水平地面上滑行直到停止,則下列判斷正確的是( 。
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皮帶運(yùn)輸機(jī)是靠物體和傳送帶之間的摩擦力把貨物送往別處的,如圖所示,已知兩傳送帶與傳送物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5,長為l1=21m的水平傳送帶以υ1=14m/s的速度順時(shí)針傳動(dòng);長為l2=20m的傾斜傳送帶以υ2=4m/s的速度順時(shí)針傳動(dòng),其與水平面的夾角為θ=37°.在水平傳送帶的左端無初速地輕放一質(zhì)量為m物體,試求:
(1)物體從放上傳送帶開始到第一次滑到水平傳送帶右端的時(shí)間;
(2)物體從放上傳送帶開始到第二次滑到水平傳送帶右端的時(shí)間.(不計(jì)滑上傾斜傳送帶時(shí)損失的能量,g=10m/s2

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