在前0.2 s时间内,由运动学公式得:x1-x2=at2③
由①②③解得:a=6 m/s2
由牛顿第二定律,开始时:Fmin=(m+M)a=72 N
最终分离后:Fmax-Mg=Ma
即:Fmax=M(g+a)=168 N。
[答案] 168 N 72 N
传送带问题
1.传送带问题涉及摩擦力的判断、物体运动状态的分析和运动学知识的运用,重点考查学生分析问题和解决问题的能力。主要有如下两类:
(1)水平传送带
当传送带水平运动时,应特别注意摩擦力的突变和物体运动状态的变化。摩擦力的突变,常常导致物体的受力情况和运动性质的突变。静摩擦力达到最大值,是物体和传送带恰好保持相对静止的临界状态;滑动摩擦力存在于发生相对运动的物体之间,因此两物体的速度达到相同时,滑动摩擦力要发生突变(滑动摩擦力为0或变为静摩擦力)。
(2)倾斜传送带
当传送带倾斜时,除了要注意摩擦力的突变和物体运动状态的变化外,还要注意物体与传送带之间的动摩擦因数μ和传送带倾斜角度θ对受力的影响,从而正确判断物体的速度和传送带速度相等时物体的运动性质。
2.倾斜传送带问题的两种情况
倾斜传送带问题可分为倾斜向上传送和倾斜向下传送两种情况(物体从静止开始,传送带匀速运动且足够长):
条件 运动性质 倾斜
向上
传送 μ>tan θ 物体先沿传送带做向上的加速直线运动,速度相同以后二者相对静止,一起做匀速运动 μ=tan θ 物体保持静止 μ