如图所示,一块质量为M、长为l的匀质板放在很长的光滑平面上,板的左端有一质量为m的物块,物块上连接一根很长的细绳,细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮,某人以恒定的速度v向下拉绳,物块最多

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/04/29 16:46:20
如图所示,一块质量为M、长为l的匀质板放在很长的光滑平面上,板的左端有一质量为m的物块,物块上连接一根很长的细绳,细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮,某人以恒定的速度v向下拉绳,物块最多

如图所示,一块质量为M、长为l的匀质板放在很长的光滑平面上,板的左端有一质量为m的物块,物块上连接一根很长的细绳,细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮,某人以恒定的速度v向下拉绳,物块最多
如图所示,一块质量为M、长为l的匀质板放在很长的光滑平面上,板的左端有一质量为m的物块,物块上连接一根很长的细绳,细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮,某人以恒定的速度v向下拉绳,物块最多只能到达板的中点,而且此时板的右端尚未到达桌边定滑轮处.求:
(1)物块与板的动摩擦因数及物块刚到板的中点时板的位移.
(2)若板与桌面间有摩擦,为使物块能到达板的右端,板与桌面间动摩擦因数的范围.
(3)若板与桌面间的动摩擦因数取(2)中的最小值,在物块从板的左端运动到右端的过程中,人拉绳的力所做的功(其它阻力均不计).

如图所示,一块质量为M、长为l的匀质板放在很长的光滑平面上,板的左端有一质量为m的物块,物块上连接一根很长的细绳,细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮,某人以恒定的速度v向下拉绳,物块最多
(1)板加速阶段的平均速度v'=v/2
板的位移s=v't=vt/2
物块的位移s'=vt
相对位移l/2=s'-s=vt/2
所以板的位移s=l/2
根据动能定理:(1/2)Mv^2=摩擦系数*mgs
所以 摩擦系数=Mv^2/mgl
(2)第一问的前三行仍适用
当板到最右端的速度刚好为v时,摩擦系数(2)最小
相对位移l=s'-s=vt/2
所以板的位移s=l
根据动能定理:(1/2)Mv^2=摩擦系数*mgl-摩擦系数(2)*(M+m)gl
摩擦系数(2)min=v^2/2gl
当两个摩擦系数相等时,地面与板的摩擦系数最大
摩擦系数(2)max=v^2/gl
(3)物块的位移s2=l+l=2l(第一问的3,4,5式得到)
t2=s2/v=2l/v
拉力 F=I/t2=mv/t2=mv^2/2l
W=F*s2=mv^2

用物块做参考系来做可能更简单,你可以试试

1,因为绳子是恒速拉物块,桌面光滑,物块只能到达木板中间,就说明物块到达木板中间后,2者相对静止,一起以V匀速运动。从开始运动到物块到达模板中间,物块比板多走l/2,有:
vt-L/2=0.5at²
t=v/a
a=μmg/M
解得:μ=Mv²/Lmg
板的位移s=L/2
...

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1,因为绳子是恒速拉物块,桌面光滑,物块只能到达木板中间,就说明物块到达木板中间后,2者相对静止,一起以V匀速运动。从开始运动到物块到达模板中间,物块比板多走l/2,有:
vt-L/2=0.5at²
t=v/a
a=μmg/M
解得:μ=Mv²/Lmg
板的位移s=L/2
2,物块刚好能到达板右端时,板与桌面摩擦因数最小,板受物块向右的摩擦力,受到地向左的摩擦力,有:
vt'-L=0.5a't'²
t'=v/a'
a’=(μmg-μ'(m+M)g)/M (μ在第一问已经求得)
解得μ’=Mv²/2L(m+M)g
所以μ’>Mv²/2L(m+M)g
3,这个过程中,物块与板相对运动摩擦力做功为,Q1=Mv²;
板与地相对运动摩擦力做功为, Q2=Mv²;
由能量守恒,有:
W-Q1-Q2=E物+E板
故W=(mv²+5Mv ²)/2

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