如图所示,水平地面上一个质量M=4.0kg、长度L=2.0m的木板,在F=8.0N的水平拉力作用下,以v0=2.0m/s
4个回答

解题思路:(1)物块与木板间无摩擦,木板减速,根据牛顿第二定律求解加速度,根据位移时间关系公式列式求解即可;

(2)滑块加速运动的同时木板减速运动,此后一起匀减速知道停止;根据牛顿第二定律求解各段的加速度,然后根据运动学公式列式求解.

(1)木板与水平面之间的动摩擦因数:F=μMg,μ=

F

Mg=

8.0

4.0×10=0.2

若物块与木板间无摩擦,木板运动,木块不运动.

放上木块后木板做匀减速运动,加速度大小:μ(m+M)g-F=Ma,

解得:a=

F−μ(M+m)g

M=

8−0.2(4+1)×10

4=−0.5m/s2

设经过时间t木块从木板上落下,则:L=v0t+

1

2at2

解得:t≈1.2s

(2)若物块与木板间有摩擦,且物块与木板间的动摩擦因数和木板与地面间的动摩擦因数相等,放上木块后,开始,木块做匀加速运动,木板做匀减速运动.

对木板:μ(m+M)g+μmg-F=Ma1

解得:a2=

F−μmg−μ(m+M)g

M=

8−0.2×1×10−0.2×(1+4)×10

4=−1 m/s2

共速时v=a1t1=v0+a2t1

代入数据解得:t1=

2

3sv=

4

3m/s

接着一起做匀减速直线运动,加速度为:a′=

F−μ(m+M)

M+m=

8−0.2×(1+4)×10

1+4=−0.4m/s2

直到速度为零,停止运动,有:t2=

v

a′=

4

3

0.4=

10

3s

总时间为:t=t1+t2=[2/3+

10

3]=4.0s

答:(1)若物块与木板间无摩擦,物块离开木板所需的时间是1.2s;

(2)若物块与木板间有摩擦,且物块与木板间的动摩擦因数和木板与地面间的动摩擦因数相等,将物块放在木板上后,经过4.0s时间木板停止运动.

点评:

本题考点: 牛顿运动定律的综合应用.

考点点评: 本题关键是分析清楚滑块和木板的运动规律,然后根据牛顿第二定律求解加速度,根据运动学公式分段求解速度、位移和时间,较难.