Question

静止在水平面上的A、B两个物体通过一根拉直的轻绳相连，如图所示，轻绳长L=1m，承受的最大拉力为8N，A的

静止在水平面上的A、B两个物体通过一根拉直的轻绳相连，如图所示，轻绳长L=1m，承受的最大拉力为8N，A的质量m1=2kg，B的质量m2=8kg，A、B与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，现用一逐渐增大的水平力作用在B上，使A、B向右运动，当F增大到某一值时，轻绳刚好被拉断（g=10m/s2） （1）求绳刚被拉断时F的大小．（2）若绳刚被拉断时，A、B的速度为2m/s，保持此时的F大小不变，当A的速度恰好减小为0时，A、B间的距离为多少？

Answer 1

（1）设绳刚要拉断时产生的拉力为F₁，根据牛顿第二定律对A物体有：
F₁-μm₁g=m₁a
代入数值得：a=2m/s²
对AB整体分析有：F-μ（m₁+m₂）g=（m₁+m₂）a
代入数值计算得：F=40N；
（2）设绳断后，A的加速度为a₁B的加速度为a₂，则有：
a₁=μg=0.2×10=2m/s²；
a₂=

F?μm2g

m2

=

F

m2

-μg=

40

8

-0.2×10=3m/s²．
A停下来的时间为：t=

v

a1

=

2

2

=1s
A的位移为：x₁=

v2

2a1

=

4

2×2

=1m；
B的位移为：x2＝vt+

1

2

at2=2×1+

1

2

×3×12m=3.5m
则此时AB间距离为：△x=x₂+L-x₁=3.5m
答：（1）绳刚被拉断时F的大小为40N．
（2）若绳刚被拉断时，A、B的速度为2m/s，保持此时的F大小不变，当A静止时，A、B间的距离为3.5m．