如图所示,水平地面上放置一个长木板B,在木板的右端放置一个质量为m=1kg小滑块A,滑块可看成质点,已知B的质量也为m=
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解题思路:(1)隔离对A、B分析,结合牛顿第二定律求出A、B的加速度大小;(2)根据运动学公式分别求出在力F作用下A、B的速度和A、B的位移,撤去F后,根据牛顿第二定律求出A、B的加速度,根据速度时间公式求出速度相等经历的时间,结合位移公式得出A、B的位移,抓住A、B的总位移大小求出相对运动的位移大小,即木板B的长度.

(1)设A开始运动的加速度为aA1,B开始运动的加速度为aB1,有:

aB1μmg=maA1

解得:aA1=μg=0.1×10=1m/s2

F-μmg-μ•2mg=maB1

解得:aB1=[F−3μmg/m=

6−3×0.1×10

1]=3m/s2

(2)设F撤去时A、B的速度分别为vA1、vB1,A运动的位移为SA1,B运动的位移为SB1

则有:vA1=aA1t0=1×1=1 m/s

sA1=

1

2aA1t02=

1

2×1×1m=0.5m

vB1=aB1t0=3×1=3 m/s

sB1=

1

2aB1t02=

1

2×3×1m=1.5m

撤去F后,A的加速度为aA2,B的加速度为aB2,至A、B共速的时间为t2,木板长度为L,

则有:aA2=aA1=1m/s2

μmg+μ•2mg=maB2

aB2=[3μmg/m=3μg=3×1=3m/s2

vA1+aA2t2=vB1-aB2t2

代入数据解得:t2=0.5s

sA2=vA1t2+

1

2aA2t22=1×0.5+

1

2×1×0.25=0.625m

SB2=vB1t2−

1

2aB2

t22]=3×0.5−

1

2×3×0.25m=1.125m

A、B共速后一起减速运动直至静止,有:

L=SB1+SB2-SA1-SA2=1.5+1.125-0.5-0.625=1.5m

答:(1)力F作用期间A、B的加速度分别是1m/s2、3m/s2

(2)木板B的长度是1.5m.

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: 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合,关键理清撤去F前后A、B的运动规律,抓住速度关系、位移关系,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.

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