如图所示,质量为mA=2m的长木板长为L、A置于光滑的水平地面上,在其左端放一质量为mB=m的小木块B,A和B之间的摩擦因数等于μ.若使A固定,用水平方向的恒力F拉B

发布时间:2020-08-06 09:54:44

如图所示,质量为mA=2m的长木板长为L、A置于光滑的水平地面上,在其左端放一质量为mB=m的小木块B,A和B之间的摩擦因数等于μ.若使A固定,用水平方向的恒力F拉B,B的加速度为μg.若释放A使它能自由运动,将B仍置于A的左端,从静止开始,仍用恒力F拉B到某一位置后撤去拉力F.为保证B不从A上滑落,求:
(1)F作用的最长时间
(2)若使B刚好不从A上滑下,求产生的内能.

网友回答

解:(1)当A固定时,对B由牛顿第二定律:
F-μmg=ma????
a=μg?????????
由以上两式得:F=2μmg
在A自由运动的情况下,若B刚好不从A右端滑出,F作用时间为t1,这段时间内B做匀加速运动,
撤去外力后,B木板做匀减速运动到达最右端的时间为t2,加速度大小均为?a=μg,滑到A的最右端二者速度相等.
而A一直作匀加速运动,设加速度大小为a′,
撤去外力F时,B的速度为???V1=at1??????
B滑到最右端时速度为??????V2=V1-at2???
对A?由牛顿第二定律得?????μmg=2ma′
B滑到最右端时A木板的速度??VA=a′(t1+t2?)???
由题中条件,V2=VA???????????????????
由以上各式可知???t1=3?t2???????????????????
相对位移?L=
解得:t1=3
(2)若使B刚好不从A上滑下,产生的内能等于客服摩擦力做的功.
摩擦力为恒力,可以用功的定义求解,摩擦力乘以相对位移:
Q=μmgL
答:(1)F作用的最长时间为3
(2)若使B刚好不从A上滑下,产生的内能为μmgL.

解析分析:(1)当A固定时,对B由牛顿第二定律求出恒力F.在A自由运动的情况下,若B刚好不从A右端滑出,这段时间内B做匀加速运动,撤去外力后,B木板做匀减速运动到达最右端,滑到A的最右端二者速度相等.分别对A、B运用运动学公式和牛顿第二定律列方程求解.
而A一直作匀加速运动,(2)产生的内能等于客服摩擦力做的功,等于摩擦力乘以相对位移.

点评:此题要求对AB物体的运动过程能分析清楚,找出时间和空间上的关系是解决此题的关键.此题有一定的难度,属于中档题.
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