分析 首先分析物體A和車的運(yùn)動情況:A相對于地做勻減速運(yùn)動,車相對于地做勻加速運(yùn)動.開始階段,A的速度大于車的速度,則A相對于車向右滑行,當(dāng)兩者速度相等后,A相對于車靜止,則當(dāng)兩者速度相等時(shí),物體A在小車上運(yùn)動時(shí)相對小車滑行的最大距離.由牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式結(jié)合,以及速度相等的條件,分別求出A與車相對于地的位移,兩者之差等于A在小車上運(yùn)動時(shí)相對小車滑行的最大距離.
要使A不從B上滑落,是指既不能從B的右端滑落,也不能左端滑落.物體A不從右端滑落的臨界條件是A到達(dá)B的右端時(shí),A、B具有共同的速度,根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式結(jié)合,以及速度相等的條件,可求出此時(shí)F,為F的最小值.物體A不從左端滑落的臨界條件是A到達(dá)B的左端時(shí),A、B具有共同的速度,可求出此時(shí)F的最大值,綜合得到F的范圍.
解答 解:(1)F施加的瞬間,A的加速度大小{a}_{A}=\frac{μMg}{M}=μg=2m/{s}^{2},
B的加速度大小{a}_{B}=\frac{F+μMg}{m}=\frac{5+0.2×10}{0.5}m/{s}^{2}=14m/s2.
(2)兩者速度相同時(shí),有V0-aAt=aBt,得:t=0.25s
A滑行距離:SA=V0t-\frac{1}{2}{a}_{A}{t}^{2},代入數(shù)據(jù)解得{S}_{A}=\frac{15}{16}m,
B滑行距離:SB=\frac{1}{2}{a}_{B}{t}^{2}=\frac{1}{2}×14×\frac{1}{16}m=\frac{7}{16}m.
最大距離:△s=SA-SB=0.5m
(3)物體A不滑落的臨界條件是A到達(dá)B的右端時(shí),A、B具有共同的速度v1,
則:\frac{{{v}_{0}}^{2}-{{V}_{1}}^{2}}{2{a}_{A}}=\frac{{{V}_{1}}^{2}}{2{a}_{B}}+L,
又\frac{{v}_{0}-{V}_{1}}{{a}_{A}}=\frac{{V}_{1}}{{a}_{B}},
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立可得:aB=6m/s2 F=maB-?Mg=1N
若F<1N,則A滑到B的右端時(shí),速度仍大于B的速度,于是將從B上滑落,所以F必須大于等于1N.
當(dāng)F較大時(shí),在A到達(dá)B的右端之前,就與B具有相同的速度,之后,A必須相對B靜止,才不會從B的左端滑落.
即有:F=(m+M)a,?Mg=ma 所以:F=3N
若F大于3N,A就會相對B向左滑下.綜上:力F應(yīng)滿足的條件是:1N≤F≤3N.
答:(1)物體A和小車B的加速度分別是2m/s2、14m/s2;
(2)物體A在小車上運(yùn)動時(shí)相對小車滑行的最大距離為0.5m;
(3)拉力F大小應(yīng)滿足1N≤F≤3N.
點(diǎn)評 牛頓定律和運(yùn)動公式結(jié)合是解決力學(xué)問題的基本方法,這類問題的基礎(chǔ)是分析物體的受力情況和運(yùn)動情況,難點(diǎn)在于分析臨界狀態(tài),挖掘隱含的臨界條件.
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 負(fù)載功率不超過44w | B. | 副線圈電流最大值不能超過1A | ||
C. | 副線圈電流有效值不能超過1A | D. | 副線圈電流有效值不能超過0.2A |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 物體在恒力作用下一定做直線運(yùn)動 | |
B. | 物體在始終與速度垂直的合力作用下一做勻速圓周運(yùn)動 | |
C. | 物體在變力作用下有可能做勻速圓周運(yùn)動 | |
D. | 物體在恒力作用下不可能做圓周運(yùn)動 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 密度減少 | B. | 平均動能增大 | ||
C. | 對外界放出熱量 | D. | 若釋放橡皮塞后瞬間,溫度將降低 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 沿斜面向下 | B. | 垂直于斜面向上 | C. | 沿斜面向上 | D. | 豎直向上 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | F1的大小是唯一的 | B. | F2的方向是唯一的 | ||
C. | F2有兩個(gè)可能的方向 | D. | F2可取任意方向 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 9m/s | B. | 9.6m/s | C. | 10m/s | D. | 10.2m/s |
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