第三類:臨界值問題
兩物體發生分離的臨界條件為:
1.加速度相同;
2.接觸問題:彈力為零;摩擦類問題:摩擦力為滑動摩擦力。
3.按接觸面間的分離條件是:(1)兩者加速度、速度相同;(2)接觸面間彈力為零。
【典型例題】
例1、木闆 M 靜止在光滑水平面上,木闆上放着一個小滑塊 m,與木闆之間的動摩擦因數 μ,為了使得 m 能從 M 上滑落下來,求下列情況下力 F 的大小範圍。
【解析】
例2、如圖所示,一細線的一端固定于傾角為45°的光滑斜面體的頂端P處,細線的另一端拴一質量為m的小球.求
(1)當斜面體至少以多大的加速度向左運動時,小球對斜面的壓力為零?
(2)當斜面體以 a=2g 的加速度向左運動時,線中拉力為多大?
【解析】(1)對小球受力分析,受重力、拉力,根據牛頓第二定律,有:
水平方向:F合=Fcos45°=ma
豎直方向:Fsin45°=mg
解得:a=g
(2)當斜面體以a=2g的加速度向左運動時,對小球受力分析如圖2,由于a=2g>g,所以小球會飄起來,假設F與水平面夾角為θ,根據牛頓第二定律,有:
F合=Fcosθ=ma=2mg Fsinθ=G
解得:
tanθ=1/2
F=Gsinθ=5mg
答:(1)當斜面體至少以a=g的加速度向左運動時,小球對斜面的壓力為零;
(2)當斜面體以a=2g的加速度向左運動時,線中拉力為5mg.
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