如图所示,有1、2、3三个质量均为m=1kg的物体,物体2与物体3通过不可伸长轻绳连接,跨过光滑的定滑轮,设长板2到定滑轮足够远,物体3离地面高H=5.75m,物体1

发布时间:2020-08-07 13:30:57

如图所示,有1、2、3三个质量均为m=1kg的物体,物体2与物体3通过不可伸长轻绳连接,跨过光滑的定滑轮,设长板2到定滑轮足够远,物体3离地面高H=5.75m,物体1与长板2之间的动摩擦因数μ=0.2.长板2在光滑的桌面上从静止开始释放,同时物体1(视为质点)在长板2的左端以v=4m/s的初速度开始运动,运动过程中恰好没有从长板2的右端掉下.求:
(1)长板2的长度L0;
(2)当物体3落地时,物体1在长板2的位置.

网友回答

解:设向右为正方向(1)物体1的加速度:
a1=-=-μg=-2m/s2
物体2和3的整体加速度为:
a2==6m/s2.
设经过时间t1二者速度相等 即有:v1=v+a1t=a2t
代入数据解:t1=0.5m/s,v1=3m/s
物体1的位移为:=1.75m
物体1的位移为:
所以木板2的长度L0=x1-x2=1m.
(2)此后,假设物体123相对静止,a=g,
物体1受到的静摩擦力为 Ff1=ma=3.3N>Ff=μmg=2N,故假设不成立,则知物体1和物体2相对滑动.
物体1的加速度大小为? a3=μg=2m/s2
物体2和3整体的加速度大小为 a4==4m/s2
整体下落高度h=H-x2=5m,
根据h=v1t+a4t22 解得? t2=1s
物体1的位移x3=v1t2+a3t22=4m
则?h-x3=1m
故物体1在长木板2的最左端.
答:
(1)长板2的长度L0是1m.
(2)当物体3落地时,物体1在长板2的最左端.
解析分析:(1)物体1相对于2向右运动,恰好没有从长板2的右端掉下,则知物体1滑到长板2的右端时,1和2速度相等.根据牛顿第二定律求出物体1的加速度和物体2和3的整体加速度,由速度相等,求出时间,由位移公式分别求出物体1和物体23的位移,两者位移之差即等于板长.
(2)判断三个物体能否相对静止.假设物体123相对静止,由牛顿第二定律求出加速度和物体1所受的静摩擦力,与最大静摩擦力比较,可知物体1和物体2相对滑动.再求出物体1和物体23的加速度,由位移公式求出物体3落地时整体下落高度h,得到时间,并求出物体1的位移,可知物体1在长木板2的最左端.

点评:本题是牛顿第二定律和运动学公式结合,边计算边分析,抓住临界状态:速度相等是一个关键点.
以上问题属网友观点,不代表本站立场,仅供参考!