长为6L质量为6m的匀质绳,置于特制的水平桌面上,绳的一端悬垂于桌边外,另一端系有一个可视为质点的质量为M的木块,如图所示.木块在AB段与桌面无摩擦,在BE段与桌面有摩擦,匀质绳与桌面的摩擦可忽略.初始时刻用手按住木块使其停在A处,绳处于绷紧状态,AB=BC=CD=DE=L,放手后,木块最终停在C处.桌面距地面高度大于6L.(1)求木块刚滑至B点时的速度v,木块与桌面的BE段的动摩擦因数μ;(2)若木块在BE段与桌面的动摩擦因数变为μ′=21m4M,则木块最终停在何处?(3)是否存在一个μ值,能使木块从A处放手后,最终停在E处,且不再运动?若能,求出该μ值;若不能,简要说明理由.
问题描述:
长为6L质量为6m的匀质绳,置于特制的水平桌面上,绳的一端悬垂于桌边外,另一端系有一个可视为质点的质量为M的木块,如图所示.木块在AB段与桌面无摩擦,在BE段与桌面有摩擦,匀质绳与桌面的摩擦可忽略.初始时刻用手按住木块使其停在A处,绳处于绷紧状态,AB=BC=CD=DE=L,放手后,木块最终停在C处.桌面距地面高度大于6L.
(1)求木块刚滑至B点时的速度v,木块与桌面的BE段的动摩擦因数μ;
(2)若木块在BE段与桌面的动摩擦因数变为μ′=
,则木块最终停在何处?21m 4M
(3)是否存在一个μ值,能使木块从A处放手后,最终停在E处,且不再运动?若能,求出该μ值;若不能,简要说明理由.
答
知识点:让学生掌握机械能守恒定律及其成立条件,并理解功能关系.同时还运用假设法去分析与解决问题.
(1)木块从A处释放后滑至B点的过程中,由机械能守恒得 3mg×32L−2mgL=12(6m+M)v2 ①则木块滑至B点时的速度 v=5mgLM+6m  ...
答案解析:(1)木块由A到B点过程中,只有重力做功,所以过程中机械能守恒;再取从A点到C点过程,由功能关系可求得动摩擦因数;
(2)假设木块运动一段后停止的位移,则由功能关系,结合题意可得运动的位移,从而确定木块停在何处;
(3)假设木块运动滑至E点,绳全部悬于桌边外,根据受力分析与运动分析,可得结果与假设茅盾.从而确定假设的不正确.
考试点:机械能守恒定律;功能关系.
知识点:让学生掌握机械能守恒定律及其成立条件,并理解功能关系.同时还运用假设法去分析与解决问题.