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有一个推矿泉水瓶的游戏节目,规则是:选手们从起点开始用力推瓶一段时间后,放手让瓶向前滑动,若瓶最后停在桌上有效区域内,视为成功;若瓶最后未停在桌上有效区域内或在滑行过程中倒下,均视为失败。其简化模型如图所示,AC为水平桌面,选手们可将瓶子放在A点,从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶,BC为有效区域。已知AB长度为L1=4 m,BC长度为L2 =1m,瓶子质量为m=l kg,瓶子与桌面间的动摩擦因数为μ=0.5。某选手作用在瓶子上的水平推力F=10 N,瓶子沿AC做直线运动(g取10m/s2),假设瓶子可视为质点,那么该选手要想在游戏中获得成功,试问:推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少?

游戏要想获得成功,瓶滑到C点速度恰好为0,推力作用时间最长。

设最长作用时间为t1,有推力作用时瓶的加速度为a1t1时刻瓶的速度为v,推力

停止后加速度为a2

由牛顿第二定律得:           (2分)

           (2分)

加速运动过程中的位移:             (2分)

减速运动过程中的位移:             (2分)

位移关系满足:                  (2分)

                       (1分)

解得 t1=1 s                                  (2分)

练习册系列答案
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(2013?南昌二模)有一个冰上推木箱的游戏节目,规则是:选手们从起点开始用力推箱一段时间后,放手让箱向前滑动,若箱最后停在桌上有效区域内,视为成功;若箱最后未停在桌上有效区域内就视为失败.其简化模型如图所示,AC是长度为L1=7m的水平冰面,选手们可将木箱放在A点,从A点开始用一恒定不变的水平推力推箱,BC为有效区域.已知BC长度L2=lm,木箱的质量m=50kg,木箱与冰面间的动摩擦系数u=0.1.某选手作用在木箱上的水平推力F=200N,木箱沿AC做直线运动,若木箱可视为质点,g取l0m/s2.那么该选手要想游戏获得成功,试求:
(1)推力作用在木箱上时的加速度大小;
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(1)推力作用在木箱上时的加速度大小;

(2)推力作用在木箱上的时间满足什么条件?

 

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有一个推饮料瓶的游戏节目,规则是:选手们从起点开始用力推瓶一段距离后,放手让瓶向前滑动,若瓶最后停在桌上有效区域内,视为成功;若瓶最后未停在桌上有效区域内或在滑行过程中倒下,均视为失败。其简化模型如图所示,AD为水平桌面,选手们可将瓶子放在A点,从A点开始用一水平恒力推瓶,推到B点放手,让瓶子沿AD做直线运动,CD为有效区域。已知ABCD间长度分别为L1=0.3m,L2 =3.2m,L3 =0.5m,瓶子质量为m=l kg,瓶子与桌面间的动摩擦因数为μ=0.3。假设瓶子可视为质点,滑行过程中未倒下,g取10m/s2,试问:
(1)某选手把瓶推到B点放手时,瓶的速度vB=4m/s,则该选手在游戏中能否成功,请计算说明?
(2)选手要想在游戏中获得成功,水平推力F的最大值不得超过多少?

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(1) 推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少?

(2) 推力作用在瓶子上的距离最小为多少?

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