稿件来源:高途
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必修1
第三章 相互作用
3.5 力的分解
受力分析
如图所示,用轻质细绳绕过两个光滑轻质滑轮将木块$A$与重物$B$连接,细绳处于伸直状态,木块质量$M=2\;\rm kg$,木块与水平地面间动摩擦因数$\mu =0.5$,重力加速度$g=10\;\rm m/s^{2}$。
若木块向右匀速运动,求重物质量$m_{1}$;
$0.5\\;\\rm kg$;
"]]对重物进行受力分析$T=m_{1}g$
对木块进行受力分析$f=2T$
又$f=\mu Mg$
解得$m_{1}=0.5\;\rm kg$;
若重物质量$m_{2}=0.4\;\rm kg$,由静止释放,求木块与地面间摩擦力大小$f$;
$8\\;\\rm N$;
"]]因为$m_{2}=0.4\;\rm kg\lt 0.5\;\rm kg$
系统处于静止状态 ,轻绳对重物的拉力$T_{2}=$ $m_{2}g$
木块与地面的摩擦力$f=2T_{2}=8\;\rm N$
解得$f=8\;\rm N$ ;
若重物质量$m_{3}=2\;\rm kg$,距地面高度$h=1m$,由静止释放,木块在运动过程中与右边滑轮不相撞,求木块的最大位移$x$。
$0.8\\;\\rm m$。
"]]对木块应用牛顿第二定律$2T − f=Ma_{1}$
对重物应用牛顿第二定律$mg − T=ma_{2}$
两加速度的关系为$a_{2}=2a_{1}$
解得$a_{1}=3\;\rm m/s^{2}$
重物落地时,木块位移$x_{1}=\dfrac{1}{2}h=0.5\;\rm \text{m}$
此时木块的速度大小为$v=\sqrt{2a_{1}x_{1}}=\sqrt{3}\;\rm \text{m/s}$
重物落地后木块的加速度为
$a_{1}'=\dfrac{f}{M}=5\;\rm m/s^{2}$
木块位移$x_{2}=\dfrac{v^{2}}{2{a'}_{1}}=0.3\;\rm {m}$
木块最大位移$x=x_{1}+x_{2}=0.8\;\rm m$。
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