如图所示,静止在水平面上的纸带上放一质量m为的小金属块(可视为质点),金属块离纸带右端距离为l,金属块与纸带间动摩擦因数为μ.现用力向左将纸带从金属块下水平抽出,设纸带加速过程极短,可认为纸带在抽动过程中一直做匀速运动.求:
(1)金属块刚开始运动时受到的摩擦力的大小和方向;
(2)要将纸带从金属块下水平抽出,纸带的速度v应满足的条件.
网友回答
解:(1)金属块与纸带达到共同速度前,金属块受到的摩擦力为:
f=μmg 方向向左.
(2)设抽出纸带的最小速度为v0,即纸带从金属块下抽出时金属块的速度恰好等于v0.
对金属块:f=ma
v0=at
金属块发生的位移
纸带发生的位移s2=v0t
两者相对位移s2-s1=l
解得
故要抽出纸带,纸带的速度.
答:(1)金属块刚开始运动时受到的摩擦力的大小为μmg 方向向左.
(2)纸带的速度v应满足.
解析分析:(1)在抽动纸带的过程中,金属块相对于纸带向右运动,所以所受摩擦力向左.根据f=μFN求出摩擦力的大小.
(2)要将纸带从金属块下水平抽出,临界情况是抽出纸带的瞬间,金属块与纸带的速度相等,根据运动学公式,抓住相对位移等于l求出临界速度,从而得出纸带的速度v应满足的条件.
点评:解决本题的关键找出该问题的临界情况,综合运用牛顿第二定律和运动学公式进行求解.