如图所示,质量M=4kg的木板长L=4m,静止在光滑的水平地面上,其水平上表面左端静置一个质量m=2kg的小滑块(可视为

如图所示,质量M=4kg的木板长L=4m,静止在光滑的水平地面上,其水平上表面左端静置一个质量m=2kg的小滑块(可视为质点),小滑块与板间的动摩擦因数μ=0.2.从某时刻开始,用水平力F=10N一直向右拉滑块,使滑块从木板上掉下来.g取10m/s2

(1)该过程木板的位移;
(2)滑块离开木板时的速度;
(3)若在F=10N的情况下,能使小滑块恰好能从木板上掉下来,求此力作用的最短时间.
czm_xy0438 1年前 已收到2个回答 举报

kingerst 幼苗

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解题思路:(1、2)根据牛顿第二定律求出滑块和木板的加速度,结合位移关系求出运动的时间,从而得出木板的位移和速度.
(3)根据牛顿第二定律求出撤去拉力后的加速度,抓住滑块滑到木板右端与木板共速,结合速度公式和位移公式求出F作用的时间.

(1)由牛顿第二定律知滑块和木板加速度分别为a1=[F−μmg/m]=[10−0.2×20/2m/s2=3m/s2;
a2=
μmg
M]=[0.2×20/4m/s2=1m/s2
它们的位移关系为
1
2]a1t2-[1/2]a2t2=L
解得t=2s;
木板位移为S2=[1/2]a2t2=[1/2×1×4=2m;
(2)滑块速度为v=a1t=3×2=6m/s;
(3)设滑块经过时间t1撤掉F,又经过时间t2恰好滑到木板的右端获得共速,由牛顿第二定律知滑块撤掉F时的加速度大小为
a3=
μmg
m]=μg,
它们的速度关系为a1t1-a3t2=a2(t1+t2),
它们的位移关系为[1/2]a1t12+a1t1t2-[1/2]a3t22-[1/2]a2(t1+t22=L
代入数据联立解得t1=

12
5s.
答:(1)该过程木板的位移为2m.
(2)滑块离开木板时的速度为6m/s.
(3)此力作用的最短时间为

12
5s.

点评:
本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.

考点点评: 解决本题的关键理清滑块和木板的运动情况,结合牛顿第二定律和运动学公式灵活求解.

1年前

4

bluesma1971 幼苗

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动能定理啊!能量守恒啊!结合加速度与能量的关系很容易就能算出来了。都是从这些入手的啊小哥,想当年我高中时候物理专业的,天天都是做这些东西,你要自己做才行的,光看个答案是没有什么用的,这题你看了答案,没弄明白不行的!

1年前

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