9.如图9所示,长为L=2 m、质量mA=4 kg的木板A放在光滑水平面上,质量mB=1 kg的小物块(可视为质点)位于A的中点,水平力F作用于A。A、B间的动摩擦因数μ=0.2(A、B间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10 m/s2)。求:
图9
(1)为使A、B保持相对静止,F不能超过多大?
(2)若拉力F=12 N,物块B从A板左端滑落时木板A的速度为多大?
解析:(1)要使A、B保持相对静止,A对B的摩擦力不能超过最大静摩擦力
对B,fm=μmBg,由fm=mBa
得:a=μg=2 m/s2
对AB,F=(mA+mB)a=10 N。
(2)当F=12 N>10 N,A、B相对滑动
对B,aB=μg=2 m/s2
对A,F-fm=mAaA
得:aA=2.5 m/s2
设B从A上滑落须用时间t,则aAt2-aBt2=
得:t=2 s
对A:v=aAt=5 m/s。
答案:(1)10 N (2)5 m/s
10.如图10甲所示,质量为m=1 kg的物体置于倾角为θ=37°的固定且足够长的斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t1=1 s时撤去拉力,物体运动的部分vt图像如图乙所示,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
图10
(1)拉力F的大小;
(2)t=4 s时物体的速度v的大小。
解析:(1)设F作用时加速度为a1,对物体进行受力分析,由牛顿第二定律可知F-mgsin θ-μmgcos θ=ma1
撤去力F后,据牛顿第二定律,有
mgsin θ+μmgcos θ=ma2
由图像斜率可得a1=20 m/s2,a2=10 m/s2,