将两个滑块1、2用一轻质细绳连接放在粗糙的水平面上,如图所示.已知细绳的长度为L=1m,1、2的质量分别为m1...
问题详情:
将两个滑块1、2用一轻质细绳连接放在粗糙的水平面上,如图所示.已知细绳的长度为L=1 m,1、2的质量分别为m1=2 kg、m2=8 kg,滑块与地面间的动摩擦因数均为μ=0.2,g=10 m/s2,细绳的最大拉力为FT=8 N.今在滑块2上施加一水平向右的外力F,使两滑块共同向右运动,当外力增大到某一数值时,细绳恰好断裂.
(1)求细绳恰好断裂的瞬间,水平外力F的大小;
(2)如果细绳恰好断裂的瞬间,两滑块具有的速度为2 m/s,此后水平外力F保持不变,求当滑块1的速度刚好为零时,两滑块1、2之间的距离.
【回答】
(1)绳刚要被拉断的瞬间绳上的拉力为FT=8 N,根据牛顿第二定律,对滑块1:FT-μm1g=m1a
代入数据得a=2 m/s2
对滑块1、2整体:F-μ(m1+m2)g=(m1+m2)a
代入数据得F=40 N.
(2)设绳断后,滑块1的加速度为a1,滑块2的加速度为a2,则:
a1==2 m/s2
a2==3 m/s2
滑块1停下来的时间为t,则t==1 s
滑块1的位移为x1,则x1==1 m
滑块2的位移为x2,则x2=vt+a2t2=3.5 m
滑块1刚静止时,滑块1、滑块2间距离为Δx=x2+L-x1=3.5 m.
*:(1)40 N (2)3.5 m
知识点:专题二 力与物体的直线运动
题型:计算题
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