Question

一小圓盤靜止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央.桌布的一邊與桌的AB邊重合，如圖12.已知盤與桌布間的動摩擦因數為μ₁，盤與桌面間的動摩擦因數為μ₂.現突然以恒定加速度a將桌布抽離桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB邊.若圓盤最后未從桌面掉下，則加速度a滿足的條件是什么？（以g表示重力加速度）

圖12

Answer 1

解析：設圓盤的質量為m，桌長為l，在桌布從圓盤下抽出的過程中，盤的加速度為a₁，有

μ₁mg=ma₁.                                                                    ①

桌布抽出后，盤在桌面上做勻減速運動，

以a₂表示加速度的大小，有μ₂mg=ma₂.                                            ②

設盤剛離開桌布時的速度為v₁，移動的距離為x₁，離開桌布后在桌面上再運動距離x₂后便停下，有：v₁²=2a₁x₁                                                             ③

v₁²=2a₂x₂                                                                     ④

盤沒有從桌面上掉下的條件是：x₂≤l-x₁                                         ⑤

設桌布從盤下抽出所經歷的時間為t，在這段時間內桌布移動的距離為x，有

x=at²                                                                      ⑥

x₁=a₁t²                                                                     ⑦

而x=l+x₁                                                                   ⑧

由以上各式解得a≥.                                              ⑨

答案：a≥