题目
放在光滑地面上木板长L=1m,质量M=4kg,上面放一木块,m=2kg,木块与木板间动摩擦因数μ=0.2,初始M、m静止(g=10m/s2)
(1)
施加一力F作用于m,F多大时,m和M发生相对滑动?
(2)
若F=10N,经过多长时间m脱离M?
(3)
滑离的速度分别多大?
答案: 解:当M和m刚好发生相对滑动时,隔离对M分析,加速度为:a= μmgM = 0.2×2×104 m/s2=1m/s2.对整体分析,根据牛顿第二定律得:F=(M+m)a=(4+2)×1N=6N所以施加一力F作用于m,F是6N时,m和M才发生相对滑动.答:施加一力F作用于m,F是6N时,m和M才发生相对滑动.
当F=10N时,在F作用时,m的加速度为:a1= F−μmgm = 10−0.2×2×102 =3m/s2.M的加速度为:a2=a=1m/s2.m脱离M时有: 12a1t2 ﹣ 12a2t2 =L代入数据解得:t=1s答:若F=10N,经过1s时间m脱离M.
滑离m、M的速度分别为:v1=a1t=3×1=3m/sv2=a2t=1×1=1m/s答:M和m的速度分别为1m/s、3m/s.