解题思路:物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时,A、B具有共同的速度,结合牛顿第二定律和运动学公式求出拉力的最小值.另一种临界情况是A、B速度相同后,一起做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律求出拉力的最大值,从而得出拉力F的大小范围.
物体A滑上木板B以后,作匀减速运动,
有µmg=maA得aA=µg=2 m/s2
物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时,A、B具有共同的速度v1,则:
v02−v12
2aA=
v12
2aB+L
又:
v0−v1
aA=
v1
aB,可得:aB=6m/s2
再代入F+µmg=MaB得:F=m2aB-µmg=1N
若F<1N,则A滑到B的右端时,速度仍大于B的速度,于是将从B上滑落,所以F必须大于等于1N.
当F较大时,在A到达B的右端之前,就与B具有相同的速度,之后,A必须相对B静止,才不会从B的左端滑落.即有:F=(m+M)a,µmg=ma
所以:F=3N
若F大于3N,A就会相对B向左滑下.
综上所述,力F应满足的条件是:1N≤F≤3N
答:拉力F大小应满足的条件为1N≤F≤3N.
点评:
本题考点: 牛顿第二定律.
考点点评: 解决本题的关键理清物块在小车上的运动情况,抓住临界状态,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.