如图所示,一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央,桌布的一边与桌的AB边重合.已知方桌的边长为L,圆盘与桌布间的动摩擦因数为μ1,圆盘与桌面间的动摩擦因数为

发布时间:2020-08-09 11:29:53

如图所示,一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央,桌布的一边与桌的AB边重合.已知方桌的边长为L,圆盘与桌布间的动摩擦因数为μ1,圆盘与桌面间的动摩擦因数为μ2.现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面,加速度的方向是水平的且垂直于AB边.若圆盘最后未从桌面掉下,以g表示重力加速度,求:
(1)桌布与圆盘经多长时间分离?
(2)为使圆盘不从桌面掉下,则加速度a满足的条件是什么?

网友回答

解:(1)设圆盘的质量为m,圆盘在桌布上做加速运动的加速度为a1,则
f1=μ1mg=ma1
以地面为参考系,设桌布从盘下抽出所经历的时间为t1,在这段时间内桌布移动的位移为x,圆盘移动的位移为s1,
有,
由题意分析可知,当桌布比圆盘多运动了的位移时,盘布分离,即
x-s1=
联立以上各式,可以解得

(2)桌布抽出后,圆盘在桌面上做匀减速运动,以a2表示圆盘的加速度的大小,有
f2=μ2mg=ma2
设圆盘刚离开桌布时的速度大小为v,离开桌布后在桌面上再运动距离s2时停止,有
v2=2a1s1,v2=2a2s2
,所以s2=
盘没有从桌面上掉下的条件是s1+s2≤
由以上各式解得a≥
答:(1)桌布与圆盘经分离.
(2)为使圆盘不从桌面掉下,则加速度a满足的条件是a≥.
解析分析:(1)根据牛顿第二定律求出圆盘在桌布上做加速运动的加速度,抓住桌布的位移和圆盘的位移之差等于,结合运动学公式求出桌布与圆盘分离的时间.
(2)圆盘离开桌布后,在桌面上做匀减速直线运动,抓住圆盘在匀加速直线运动和匀减速直线运动的位移之和小于等于,结合牛顿第二定律和运动学公式求出加速度a满足的条件.


点评:解决本题的关键理清圆盘和桌布的运动情况,抓住位移关系,结合运动学公式和牛顿第二定律进行求解.
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