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如图 质量为M=5KG的木板静止在光滑水平面上 木板的上端有

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/18 21:44:21
如图 质量为M=5KG的木板静止在光滑水平面上 木板的上端有
如图所示,质量为M=5kg的木板静止在光滑水平面上,木板的上端有一质量为m=4kg的木板,以水平向左的恒力F=15N作用于木块上.已知木板与木块间的动摩擦因数为u=0.5,求4s内摩擦力对木板做的功.
为什么那个摩擦力不用15N 而是要通过计算合力算出
如果两木板出现滑动,那摩擦力大小f=umg=0.5*4*10N=20N>F=15N,
所以这种情况不可能发生,两个木板没有滑动,它们之间只存在静摩擦力f',两者之间没有滑动,
用整体法可以算出加速度a=F/(M+m)=15/9m/s^2=5/3m/s^2
隔离两物体,F-f'=ma f'=F-ma=15-20/3=25/3N
4s后的位移:S=1/2at^2=1/2*5/3*16=40/3m
摩擦力做的功:W=25/3*40/3=1000/9=111.1J.
(楼主提出的摩擦力为什么不是15N,如果是15N,那么上面的木板受合外力就是零,
那么上面的木板就静止不动,而下面的木板作加速运动,两者之间的摩擦力就是动摩擦力f=umg=20N,这与15N前后矛盾,所以不可能发生.外力没有可能直接转化为摩擦力.
再问: 上面的木块受到了木板给它的向右摩擦力 因为小于最大静摩擦力 所以静止 那它的反作用力(上面的木块对木板的摩擦力)不是跟速度方向一样 吗? 不是这对反作用力提供给下面木板动力吗?那不是作用力等于反作用力 所以摩擦力为15?
再答: 作用力是等于反作用力,是等于上面木块对下面木板的摩擦力,而摩擦力已经算出25/3N,并不是施加给上面木块的力啊。施加给木块的力与下面木板受的摩擦力并不是作用力和反作用力啊。
再问: 隔离两物体,F-f'=ma f'=F-ma=15-20/3=25/3N 这个 ,你能解释一下吗?
再答: 隔离法,只选择m为研究对象,它所受的力为水平向左的恒力F=15N,还有M对m向右的摩擦力f',合外力即为(F-f'),根据牛顿第二定律,F-f'=ma,将题中数值代入公式:f'=F-ma=15-20/3=25/3N。
再问: 恩 很清楚 不过请你另分析一下 下面的木板所受的力 谢谢
再答: 选择M作研究对象,水平方向只受到上面m给它的摩擦力,方向向左,这个摩擦力和上面m所受摩擦力才是作用力和反作用力,大小相等方向相反。F的力是作用于m上的,在受力分析的时候不能算在M上。补充一点:作用力和反作用力都是同种性质的力,比如放在地面上的物体,物体给地面的压力,和地面对物体的支持力,其实都属于弹力的范畴。再比如游泳时人用手给水的推力,水就给人一个推力,这都是同种性质的力。而上题中F可以是推力、拉力,但不是摩擦力,所以不能和下面M所受摩擦力混为一谈。