课外拓展



  长为L,质量为M的木板A静止在光滑的水平桌面上,有一质量为m的小木块B以水平速度v0恰好落在木板A的左端,如图。木块B与木板A间的摩擦系数为μ,木板B可视为质点,求:

(1)A和B的加速度各是多少?方向如何?

(2)当B运动到A长度的中点时,相对于A的速度是多少?

(3)如果最后B恰好到达A的右端不落下来,则v0的值应是多大?

解:

  当B在A上向右运动时,B受到向左的摩擦力而被减速,这时摩擦力对B是阻力。同时A受到等量向右的摩擦力而使A加速,这时摩擦力对A是动力。在整个过程中B的速度不断减小,A 的速度不断增大,当这两个速度相等时,A和B就保持相对静止。

  (1)以B为研究对象,如图,B受到重力mg,支持力NB和向左的摩擦力f,由牛顿第二定律得:mgμ=maB.

     ∴ aB=gμ,方向向左。

  再以A为研究对象,如图A受到重力Mg,B对它向下的压力NB′,桌面对它的支持力NA和水平向右的摩擦力f′,由牛顿第二定律得:

  mgμ=MaA.

  ∴ ,方向向右。

  (2)B相对于A的加速度为aBA,如图所示,则有

  根据运动学公式可得

  ∴

  (3)如果要使B恰好到达A的右端不至落下,则必须B到达A的右端时的速度,恰好等于A这时的速度,也就是B和A的相对速度为零,即A、B相对静止。则有:

  

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