(2006•奉贤区模拟)如图所示,有一长为L质量为M的木板,一端用铰链固定在水平地面上,另一端靠在直墙上,木板与地面夹角

(2006•奉贤区模拟)如图所示,有一长为L质量为M的木板,一端用铰链固定在水平地面上,另一端靠在直墙上,木板与地面夹角为θ,设木板与竖直平面AO之间没有摩擦.在木板的上端放一个质量为m的物体,物体与木板间动摩擦因数为μ,试回答:
(1)物体将作什么运动并求出由A到B所用的时间.
(2)木板对墙上A点的压力FN随时间而变化的关系式.
lrxgt0m 1年前 已收到1个回答 举报

一生只爱巴西 幼苗

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解题思路:(1)对m受力分析,运用牛顿第二定律求出加速度,结合匀变速直线运动的位移时间公式求出由A到B的运动时间.
(2)结合力矩平衡求出木板对墙上A点的压力FN随时间而变化的关系式.

(1)以m为研究对象,根据牛顿第二定律得,
mgsinθ-μmgcosθ=ma
解得a=gsinθ-μgcosθ.
因为a为定值,所以物体做匀加速直线运动.
L=[1/2at2
解得t=

2L
a=

2L
gsinθ−μgcosθ].
(2)以木板为研究对象,以B为轴,根据力矩平衡得,
Mg[L/2cosθ+FN1(L−
1
2at2)=FNLsinθ
对m,FN1=mgcosθ,a=gsinθ-μgcosθ.
联立解得:FN=
gcotθ
2[M+2m[1−
g(sinθ−μgcosθ)t2
2L]].
答:(1)物体做匀加速直线运动,由A到B所用的时间为

2L
gsinθ−μgcosθ].
(2)木板对墙上A点的压力FN随时间而变化的关系式为FN=
gcotθ
2[M+2m[1−
g(sinθ−μgcosθ)t2
2L]].

点评:
本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系;力的合成与分解的运用.

考点点评: 本题考查了牛顿第二定律和运动学的综合,以及考查了力矩平衡,难度中等,需加强这方面的训练.

1年前

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