问题补充:
如图所示,长L=1m,质量M=1kg的木板A静止在光滑水平面上,在A的左端点有一质量也为m=1kg的木块B(可视为质点).现以水平力F=20N作用于B,使B由静止开始运动.已知B与A间的动摩擦因数=0.5,要使B恰好运动到A的右端点但不掉下来,F只能作用多长时间?(g=10m/s2)(结果可用根式表示).
答案:
解:在F作用的时间t内,根据动量定理得
???? 对B:(F-μmg)t=mv1? ①
???? 对A:μmgt=Mv2??????? ②
此过程中B相对于A的位移大小为S=SB-SA=-?? ③
要使B恰好运动到A的右端点但不掉下来时,两物体的速度相等,设为v.
对F撤去后过程,根据动量守恒定律得
??? mv1+Mv2=(M+m)v?? ④
根据能量守恒定律得
?? μmg(L-S)=+-?? ⑤
联立上述五式得
??? t=
答:要使B恰好运动到A的右端点但不掉下来,F只能作用.
解析分析:在F作用的时间t内,根据动量定理分别对两个物体列方程,得到撤去F时两物体的速度与作用时间的关系式.由平均速度与时间的乘积求出两物体相对位移大小.撤去F后,由系统的动量守恒求出两物体相对静止时共同的速度,由能量守恒列出速度与相对于位移的关系式,联立求解时间.
点评:本题是复杂的力学综合题,寻找解题规律是关键.本题也可以采用牛顿第二定律和运动学公式综合求解.
如图所示 长L=1m 质量M=1kg的木板A静止在光滑水平面上 在A的左端点有一质量也为m=1kg的木块B(可视为质点).现以水平力F=20N作用于B 使B由静止开始