题目内容
【题目】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="8.0" N的水平拉力作用下，以v0=2.0m/s的速度向右做匀速直线运动．某时刻将质量m="1.0" kg的物块(物块可视为质点)轻放在木板最右端．(g取10m/s2)
(1)若物块与木板间无摩擦，求物块离开木板所需的时间；
(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，求将物块放在木板上后，经过多长时间木板停止运动．
【答案】(1)1.2s(2)4.0 s
【解析】
试题（1）未放物块之前，木板做匀速运动.因此木板与地面之间的动摩擦因数
μ =
= 0.20
若物块与木板间无摩擦，物块放在木板上后将保持静止.木板水平方向受力如图1所示，它将做匀减速直线运动，设其加速度的大小为a1.
a1=
=" 0.50" m/s2
设物块经过时间t离开木板. 木板在这段时间内的位移 L = v0t－
a1t2
解得：
，
即 t =" 1.2" s或6.8 s
（其中t =" 6.8" s不合题意舍去）
（2）若物块与木板间的动摩擦因数也为μ，则物块放在木板上后将做匀加速运动，设物块的加速度的大小为a2.
μmg = ma2
木板水平方向受力如图所示，它做匀减速直线运动，设其加速度的大小为a3.
μ (M+m) g + μmg－F = Ma3
设经时间tⅠ，物块与木板速度相等，此时它们的速度为v，此过程中木板的位移为s1，物块的位移为s2.
v = v0－a3tⅠ
v = a2tⅠ
s1 = v0tⅠ－
a3tⅠ2
s2 =
a2tⅠ2
可求a2 =μg =" 2.0" m/s2
a3 ="1.0" m/s2
v =
m/s，s1 =
m，s2 =
m
解得 tⅠ=
s，
因为s1－s2< L，所以物块仍然在木板上.之后，它们在水平方向的受力如图所示，二者一起做匀减速直线运动，设它们共同运动的加速度的大小为a4.
μ (M+m) g－F =" (M+m)" a4
设再经过时间tⅡ，它们停止运动.
0 = v－a4tⅡ
tⅡ=
s
t总 = tⅠ+ tⅡ=" 4.0" s
因此将物块放在木板上后，经过 4.0 s木板停止运动.
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