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水平面上有质量为M的长木板,一质量为m的小铁块以初速度大小v0从长木板的中点向左运动.同时,长木板在水平拉力作用下始终做速度大小为v的向右匀速运动,已知v0>v,小铁块与木板、木板与水平面的动摩擦因数为μ.
求(1)在保证小铁块不能从长木板左端掉下的前提下,长木板至少多长?
(2)小铁块从中点开始运动到最终匀速运动的过程中拉力做了多少功?
人气:317 ℃ 时间:2019-09-19 08:08:24
解答
以木板的速度方向为正方向
(1)小铁块在减速到0再加速到v的加速度,由牛顿第二定律得:-μmg=ma
            a=μg
    运动时间 t=
v−v0
a

     小铁块运动的位移x1
v
v02
2a

     s=x1+x2=
(v0+v)2
2μg
L
2

故L≥
(v0+v)2
2μg

     (2)由木板匀速运动受力平衡得
        F=μmg+μ(M+m)g=μ(M+2m)g 
  由功的定义WF=Fx2=(M+2m)(vv0+v2
答:(1)在保证小铁块不能从长木板左端掉下的前提下,长木板至少
(v0+v)2
2μg

 (2)小铁块从中点开始运动到最终匀速运动的过程中拉力做了(M+2m)(vv0+v2)的功.
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