有一個(gè)推礦泉水瓶的游戲節(jié)目,規(guī)則是:選手們從起點(diǎn)開(kāi)始用力推瓶一段時(shí)間后,放手讓瓶向前滑動(dòng),若瓶最后停在桌上有效區(qū)域內(nèi),視為成功;若瓶最后未停在桌上有效區(qū)域內(nèi)或在滑行過(guò)程中倒下,均視為失敗。其簡(jiǎn)化模型如圖所示,AC為水平桌面,選手們可將瓶子放在A點(diǎn),從A點(diǎn)開(kāi)始用一恒定不變的水平推力推瓶,BC為有效區(qū)域。已知AB長(zhǎng)度為L(zhǎng)1=4 m,BC長(zhǎng)度為L(zhǎng)2 =1m,瓶子質(zhì)量為m=l kg,瓶子與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5。某選手作用在瓶子上的水平推力F=10 N,瓶子沿AC做直線運(yùn)動(dòng)(g取10m/s2),假設(shè)瓶子可視為質(zhì)點(diǎn),那么該選手要想在游戲中獲得成功,試問(wèn):推力作用在瓶子上的時(shí)間最長(zhǎng)不得超過(guò)多少?

游戲要想獲得成功,瓶滑到C點(diǎn)速度恰好為0,推力作用時(shí)間最長(zhǎng)。

設(shè)最長(zhǎng)作用時(shí)間為t1,有推力作用時(shí)瓶的加速度為a1,t1時(shí)刻瓶的速度為v,推力

停止后加速度為a2。

由牛頓第二定律得:           (2分)

           (2分)

加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位移:             (2分)

減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位移:             (2分)

位移關(guān)系滿(mǎn)足:                  (2分)

                       (1分)

解得 t1=1 s                                  (2分)

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(1)推力作用在木箱上時(shí)的加速度大小;

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(1) 推力作用在瓶子上的時(shí)間最長(zhǎng)不得超過(guò)多少?

(2) 推力作用在瓶子上的距離最小為多少?

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