市面上有这样的游戏机。投入一枚1元的硬币,就可以控制一只机械“爪子”去抓毛绒玩具,如图1。现在,

(1)加速时,加速度为:

a =△v△t = 10.1m/S2 = 10m/S2

根据牛顿第二定律:

4μF-mg=ma

f = ma+mg4μ= 0.5×10+0.5×104×0.5N = 5N

(2)当压力为3.5N时,物体产生的加速度为ma’。根据牛顿第二定律,有:

4μF-mg=ma '

解决方案:

a′= 4μF?mgm=4×0.5×3.5?0.5×100.5米/秒2 = 4米/秒2

机械爪在时间t=0.1s内加速到速度v=1m/s,然后保持这个速度匀速上升;

假设A和B没有滑移,物体A的速度达到1m/s所需的时间:

t 1 = va′= 1m/s4m/S2 = 0.25s

在此期间,物体A的上升距离为:

x 1 = v2t 1 = 1m/S2×0.25s = 0.125m

这段时间内,物体B加速上升0.1s,剩下的0.15s是匀速的,所以上升距离为:

x2 = 0+1m/S2×0.1s+1m/s×0.15s = 0.2m

相对滑动距离:△x = x2-x 1 = 0.2-0.125 = 0.075m。

所以,只要抓住离顶部0.075m以下的位置,就能成功抢到玩具;

(3)综合各种因素后,商家判定抓取成功率为10%,因此有90%的几率无法抓取,因此相对滑动距离为物体边高的90%,即0.09m;

考虑临界情况,即相对滑动距离为0.09m

设压强为f,根据牛顿第二定律,有:

4μF-mg=ma ①

机械爪在时间t=0.1s内加速到速度v=1m/s,然后保持这个速度匀速上升;

物体A的速度达到1m/s所需的时间:

t1=va ②

在此期间,物体A的上升距离为:

x1=v2t1 ③

这段时间内,物体B加速上升0.1s,剩下的0.15s是匀速的,所以上升距离为:

x2=v2t?+v(t1?t)= 12×0.1+1×(1a?0.1)=1a?0.05?④

相对滑动距离:△x=x2-x1=0.09m ⑤。

同步1、2、3、4和5溶液:

F = 3.39N牛顿

答案:(1)如果要求B无论在A边的任何位置都能成功抓住玩具,那么压力F至少要调整到5N;

(2)目前调整后的压力F为F=3.5N,玩具只要抓到离顶部0.075m以下就能抓成功;

(3)综合各种因素后,商家决定使抢单成功率为10%,压力F应调整为3.39 N .