题目
如图3-2-16所示,在高出水平地面h=1.8 m的光滑平台上放置一质量M=2 kg、由两种不同材料连接成一体的薄板A,其右段长度l1=0.2 m且表面光滑,左段表面粗糙.在A最右端放有可视为质点的物块B,其质量m=1 kg,B与A左段间动摩擦因数μ=0.4.开始时二者均静止,现对A施加F=20 N水平向右的恒力,待B脱离A(A尚未露出平台)后,将A取走.B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x=1.2 m.(取g=10 m/s2)求: 图3-2-16 (1)B离开平台时的速度vB. (2)B从开始运动到刚脱离A时,B运动的时间tB和位移xB. (3)A左段的长度l2.
答案:解析 (1)设物块B平抛运动的时间为t,由运动学知识可得 h=gt2 ① x=vBt ② 联立①②式,代入数据得 vB=2 m/s ③ (2)设B的加速度为aB,由牛顿第二定律和运动学的知识得 μmg=maB ④ vB=aBtB ⑤ xB=aBtB2 ⑥ 联立③④⑤⑥式,代入数据得 tB=0.5 s ⑦ xB=0.5 m ⑧ (3)设B刚开始运动时A的速度为v1,由动能定理得 Fl1=Mv12 ⑨ 设B运动后A的加速度为aA,由牛顿第二定律和运动学的知识得 F-μmg=MaA ⑩ l2+xB=v1tB+aAtB2 ⑪ 联立⑦⑧⑨⑩⑪式,代入数据得 l2=1.5 m ⑫ 答案 (1)2 m/s (2)0.5 s 0.5 m (3)1.5 m