如图所示,光滑水平地面上停着一辆平板车,其质量为M(且M=3m),长为L,车右端(A点)有一块静止的质量为m的小金属块.
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解题思路:(1)隔离对m和M分析,根据牛顿第二定律,结合速度时间公式求出水平恒力F的大小.

(2)根据牛顿第二定律分别求出物块在CB段运动时,物块和小车的加速度,结合速度时间公式求出两者的共同速度,结合速度位移公式,抓住两者在AC段和BC段的位移之差都等于[L/2]求出动摩擦因数的比值.

(1)由题意,物体在AC段滑动过程中,

对m:μ1mg=ma1

对M:F-μ1mg=3ma2

又v0=a1t

2v0=a2t

联立解得F=7μ1mg

代入数据得F=21N.

(2)设物块在CB段滑动的过程中,物块与木板的加速度分别为a1′和a2′,经历的时间为t′,则

在CB段:对m,μ2mg=ma1

对M,μ2mg=3ma2

又由运动学公式:v=v02gt′=2v0-a2′t′

解得v=

7

4v0.

在CB段:

(2v0)2−(

7

4v0)2

2a2′−

(

7

4v0)2−v02

2a1=

L

2

在AC段:

(2v0)2

2a2−

v02

2a1=

L

2

联立解得

μ1

μ2=

4

3.

答:(1)水平恒力F的大小为21N.

(2)μ1与μ2的比值为4:3.

点评:

本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系;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,加速度是联系运动学和力学的桥梁,结合两者的速度关系和位移关系,运用牛顿第二定律进行求解.