面上,其两个斜面光滑,斜面上放置一质量不计的柔软薄纸带(斜面上加粗部分为纸带)。现将质量为mA的A物体和质量为mB的B物体轻放在纸带上。两物体可视为质点,物体初始位置及数据如图所示。
(1)若纸带与物体A、B间的动摩擦因数足够大,在纸带上同时放上A、B后,发现两物体恰好都能保持静止,则mA和mB应满足什么关系?
(2)若mA=2 kg,mB=1 kg,A与纸带间的动摩擦因数μA=0.5,B与纸带间的动摩擦因数μB=0.8,假设两物体与纸面间的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等,试通过计算简要描述两物体同时从静止释放后的运动情况,并求出B物体自释放起经过多少时间到达斜面底端。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s)
【知识点】共点力平衡的条件及其应用;匀变速直线运动规律的综合运用;力的合成与分解的运用;牛顿第二定律.
【答案解析】:(1)3:4 (2)1.8s
解析:(1)纸带处于平衡态,说明A、B两物体对纸带的静摩擦力大小相等,则
解得: 2
(2)假设纸带固定不动,对A物体受力分析得:
,则A相对纸带滑动
对B物体受力分析得:
对B和纸带整体分析,A对纸带的滑动摩擦力
B的重力沿斜面分力 ,则B相对纸带不滑动
则说明若A、B和纸带同时释放后,B和纸带先静止不动,A沿纸面加速下滑1.6m后,B再拖动纸带一起沿光滑斜面加速下滑
A沿带纸下滑过程中:
B拖动纸带一起沿光滑斜面加速下滑过程中:
则所求总时间
【思路点拨】(1)物体A、B均受力平衡,根据平衡条件列式求解即可;(2)先假设纸带不动,判断出物体A和B的运动情况;然后得到物体A和B的实际运动情况,然后结合牛顿第二定律和运动学公式列式求解.本题关键是灵活选择研究对象,受力分析后确定物体的运动规律,最后结合运动学公式列式求解出物体的运动学参量.