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如图所示,物体A的质量为M=1kg,静止在光滑水平面上的平板车B的质量为m=0.5kg、长L=1m.某时刻A以v0=4m/s向右的初速度滑上平板车B的上表面,在A滑上B的同时,给B施加一个水平向右的拉力.忽
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如图所示,物体A的质量为M=1kg,静止在光滑水平面上的平板车B的质量为m=0.5kg、长L=1m.某时刻A以v0=4m/s向右的初速度滑上平板车B的上表面,在A滑上B的同时,给B施加一个水平向右的拉力.忽略物体A的大小,已知A与B之间的动摩擦因数为μ=0.2,取重力加速度g=10m/s2.试求:如果要使A不至于从B上滑落,拉力F应满足的条件.
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答案和解析
物体A滑上木板B以后,作匀减速运动,
有µmg=maA得aA=µg=2 m/s2
物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时,A、B具有共同的速度v1,则:
=
+L
又:
=
,可得:aB=6m/s2
再代入F+µmg=MaB得:F=m2aB-µmg=1N
若F<1N,则A滑到B的右端时,速度仍大于B的速度,于是将从B上滑落,所以F必须大于等于1N.
当F较大时,在A到达B的右端之前,就与B具有相同的速度,之后,A必须相对B静止,才不会从B的左端滑落.即有:F=(m+M)a,µmg=ma
所以:F=3N
若F大于3N,A就会相对B向左滑下.
综上所述,力F应满足的条件是:1N≤F≤3N
答:拉力F大小应满足的条件为1N≤F≤3N.
有µmg=maA得aA=µg=2 m/s2
物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时,A、B具有共同的速度v1,则:
v02−v12 |
2aA |
v12 |
2aB |
又:
v0−v1 |
aA |
v1 |
aB |
再代入F+µmg=MaB得:F=m2aB-µmg=1N
若F<1N,则A滑到B的右端时,速度仍大于B的速度,于是将从B上滑落,所以F必须大于等于1N.
当F较大时,在A到达B的右端之前,就与B具有相同的速度,之后,A必须相对B静止,才不会从B的左端滑落.即有:F=(m+M)a,µmg=ma
所以:F=3N
若F大于3N,A就会相对B向左滑下.
综上所述,力F应满足的条件是:1N≤F≤3N
答:拉力F大小应满足的条件为1N≤F≤3N.
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