(12分)物体A放在水平面上与半径为r的圆柱体B用跨过定滑轮的细线相连接,半径为R的圆柱体C穿过细绳后搁在B上,三个物体的质量分别为mA=0.8kg,mB=mC=0.1kg。现让它们由静止开始运动,B下降h1=0.5m后,C被内有圆孔(半径为R′)的支架D挡住(r<R′<R),而B穿过圆孔继续下降,当B再下降h2=0.3m时才停止下落,运动的初末状态分别如图甲、乙所示。试求物体A与水平面间的动摩擦因数。滑轮的摩擦、细线和C之间的摩擦以及空气阻力均不计,g取10m/s2。
解析:
第一过程A、B、C三物体一起做匀加速运动,第二过程A、B一起做匀减速运动。
设A与水平面间的动摩擦因数为μ,设C即将碰D的瞬间速度为v,则第一过程的末速度即第二过程的初速度为v (2分)
根据动能定理,在第一过程中,对A、B、C组成的系统有:
(mB+mc)gh1―μmAgh1=(mA+mB+mC)v2 (4分)
在第二过程,对A、B组成的系统有:
mBgh2一μmAgh2=0一(mA+mB)v2 (4分)
代入数据解得μ=0.2 (2分)