有一定长度的木板C放在光滑水平面上,长木板上面放置可视为质点的木块A、B.?A、B、C的质量分别是mA=mB=mC=0.2kg.木块A、B相距0.2m,放在长木板上适当的位置,它们与长木板间的动摩擦因数相同均为μ=0.2.三物块均在同一直线上,开始时都处于静止状态.某时刻同时对A、B施加相反方向的恒力,F1=1N,F2=0.6N,如图所示.经过1s的时间,同时撤去这两个力.问:
(1)在同时对A、B施加相反方向的恒力的过程中,木板C的运动状态应该怎样,请说明理由!
(2)若要使木块A、B最终不滑离长木板,木板C的长度最少为多少?
网友回答
解:(1)AB与木板间的滑动摩擦力的大小:fA=fB=μmAg=0.4N
F1>fA;F2>fB
A、B木板分别向左、向右做匀加速运动,
所以在同时对A、B施加相反方向的恒力的过程中,A、B对木板C的摩擦力大小相等,方向相反,所以C保持静止
(2)对A:aA==3m/s2
对B:aB==1m/s2
1s内xA=aAt2=1.5m
xB=aBt2=0.5m
同时撤去这两个力后,
vA=aAt=3m/s
vB=aBt=1m/s
撤去这两个力后,A、B的加速度大小相等均为:aA2=aB2=μg=2m/s2
A减速至停下时间tA==1.5s
B减速至停下时间tB==0.25s
B运动了:xB2==0.25m
B停下时A:vA2=vA-aA2tB=2m/s
所以xA2=vA2tB-aA2tB2=1.25m
对A:vA=vA2-aA2t=vBC=aBCt′
所以v共=m/s
xA3=m
xAB=m
所以L=4.37m
答:(1)在同时对A、B施加相反方向的恒力的过程中,木板C处于静止状态;
(2)木板C至少要4.37m
解析分析:在F1、F2作用下分别求出A、B的加速度,进而求出撤去外力时AB的位移和速度,撤去这两个力后,A、B的加速度大小相等,分别求出AB停止运动的时间,和运动的位移,根据位移之间的关系即可求解.
点评:本题是相对运动的题目,要求同学们能正确分析物体的受力情况和运动情况,根据牛顿第二定律及运动学基本规律解题,难度较大.