問題詳情:
某電視臺的*節目中,有一個拉板塊的雙人遊戲,考驗兩人的默契度.如圖所示,一長L=0.60m、質量M=0.40kg的木板靠在光滑豎直牆面上,木板右下方有一質量m=0.80kg的小滑塊(可視爲質點),滑塊與木板間的動摩擦因數爲μ=0.20,滑塊與木板間的最大靜摩擦力等於滑動摩擦力,取g=10m/s2.一人用水平恆力F1向左作用在滑塊上,另一人用豎直恆力F2向上拉動滑塊,使滑塊從地面由靜止開始向上運動.
(1)爲使木板能向上運動,求F1必須滿足什麼條件?
(2)若F1=22N,爲使滑塊與木板能發生相對滑動,求F2必須滿足什麼條件?
(3)遊戲中,如果滑塊上移h=1.5m時,滑塊與木板沒有分離,纔算兩人配合默契,遊戲成功.現F1=24N,F2=16N,請透過計算判斷遊戲能否成功?
【回答】
解:(1)滑塊與木板間的滑動摩擦力 (1分)
對木板應有 (1分)
代入數據得 (2分)
(2)對木板由牛頓第二定律有 (1分)
對滑塊由牛頓第二定律有 (2分)
要能發生相對滑動應有 (1分)
代入數據可得 F2>13.2N (2分)
(3)對滑塊由牛頓第二定律有 (1分)
設滑塊上升h的時間爲t,則 (1分)
對木板由牛頓第二定律有 (1分)
設木板在t時間上升的高度爲H,則 (1分)
代入數據可得 (1分)
由於,滑塊在上升到1.5m之前已經脫離了木板,遊戲不能成功. (1分)
知識點:牛頓第二定律
題型:計算題