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如图所示,静止在水平面的纸带上放一质量为m的小金属块(可视为质点),金属块离纸带右端距离为L,金属块与纸带间的动摩擦因数为μ,现用力向左将纸带从金属块下水平抽出,设纸带加速过程极短,可以认为纸带在抽动过程中一直做匀速运动,ks*5u

求:(1)金属块刚开始运动时受到的摩擦力的大小和方向;

(2)要将纸带从金属块下水平抽出,纸带的速度v应满足的条件.

 

答案

(1)μmg 方向水平向左   (2)v>

解析: (1)金属块受到的摩擦力的大小F=μmg,方向水平向左.

(2)依题意构建金属块的物理情景,画出运动过程图,由牛顿第二定律,

金属块的加速度a===μg                   ①

设金属块刚滑到纸带右端时速度正好与纸带速度相等,大小为v

由v=at,得t=      ②    金属块位移s1=at2                     

纸带位移s2=vt          ④     由空间关系得s2-s1=L           ⑤

将①、②代入③得s1=μg·    ⑥

将④、⑥代入⑤得-+vt=L⇒-+v=L⇒v2=2μgL⇒v=⑦

要将纸带从金属块下水平抽出,则有v>⑧ks*5u

 

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