(附:费曼物理学讲义免费领取) AP物理C真题解析2

作者:NewPathway / 公众号:New_Pathway 发布时间:2019-02-02

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AP物理C

(2015年AP物理C力学考试选择题的第18题)












语音版解析如下:
文字版解析如下:
这道题是2015年AP物理C力学考试选择题的第18题,是一道关于牛顿运动定律的问题。
牛顿运动定律是AP物理C力学考试的重点内容之一,这道题属于多体问题(many body system),在题目当中涉及到超过一个物体。相似的问题还包括滑轮的问题等。
当我们要解决一个多体问题的时候,我们的基本思路是把系统里的物体单独拿出来进行研究,然后找到物体之间的联系。物体之间的联系往往从两个角度去发现:从受力的角度,可以利用action-reaction大小相等(牛顿第三定律)的特点将物体之间建立起联系;从运动的角度,如果两个物体一起运动,则他们的displacement,velocity,和acceleration的大小都相等。
在这道题目中,keep the boxes move together,那么两个box的acceleration是一样的,而且两个box之间的friction和normal force是action-reaction,大小相等,方向相反。
上面的box一共受到4个force的作用,向下的weight, m1g;下面box给它的向上的normal force,N1和向左的friction, f1;以及向右的applied force,F.这里要注意因为两个box是move together,所以friction是static friction.
下面的box一共受到4个force的作用,向下的weight, m2g;上面box给它的向下的normal force,N1和向右的friction, f1(action-reaction),以及地面给它的向上的normalforce, N2.
对每个box,我们可以分别利用牛顿第二定律
列出方程,可得:

可以解出:

因为f1是static friction,所以根据static friction的公式:

可以得出:

也就是说coefficient的最小值是0.1,答案是A

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