(18分)如圖所示,靜止在水平面的紙帶上放一質(zhì)量為m的小金屬塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),金屬塊離紙帶右端距離為L,金屬塊與紙帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)用力向左將紙帶從金屬塊下水平抽出,設(shè)紙帶加速過(guò)程極短,可以認(rèn)為紙帶在抽動(dòng)過(guò)程中一直做勻速運(yùn)動(dòng),
求:(1)金屬塊剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力的大小和方向;
(2)要將紙帶從金屬塊下水平抽出,紙帶的速度v應(yīng)滿足的條件.
(18分) [答案]�。�1)μmg 方向水平向左 (2)v>
[解析]�。�1)金屬塊受到的摩擦力的大小F=μmg,方向水平向左.
(2)依題意構(gòu)建金屬塊的物理情景,畫(huà)出運(yùn)動(dòng)過(guò)程圖,由牛頓第二定律,
金屬塊的加速度a==
=μg ①
設(shè)金屬塊剛滑到紙帶右端時(shí)速度正好與紙帶速度相等,大小為v
由v=at,得t= ② 金屬塊位移s1=
at2 ③
紙帶位移s2=vt ④ 由空間關(guān)系得s2-s1=L ⑤
將①、②代入③得s1=μg·
⑥
將④、⑥代入⑤得-+vt=L⇒-
+v
=L⇒v2=2μgL⇒v=
⑦
要將紙帶從金屬塊下水平抽出,則有v>⑧
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