题目内容

【题目】如图所示,水平桌面上质量为m的薄木板右端叠放着质量也为m的小物块,木板长为L,整体处于静止状态.已知物块与木板间的动摩擦因数为,木板与桌面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g

1)若使木板与物块一起以初速度v0沿水平桌面向右运动,求木板向右运动的最大距离S0

2)若对木板施加水平向右的拉力F,为使木板沿水平桌面向右滑动且与物块间没有相对滑动,求拉力F应满足的条件;

3)若给木板施加大小为、方向沿水平桌面向右的拉力,经过时间t0,撤去拉力F,此后运动过程中小物块始终未脱离木板,求木板运动全过程中克服桌面摩擦力所做的功W

【答案】(1)(2)(3)

【解析】1)对木板和木块组成的系统,由动能定理得:

解得:

2)设木板和木块组成的系统一起向右滑动的最小拉力为Fmin,最大拉力为Fmax

则:

对系统:

对物块:

解得:

要使木板沿水平桌面向右滑动且与物块间没有相对滑动,则

3)由于,所以,木块与木板之间发生相对滑动

木块的加速度:

撤去拉力F时木块的速度:

对木板:

得:

撤去拉力F时木板的速度:

撤去拉力F后加速度:

设撤去拉力F后,再经过时间t1,木块与木板达到共同速度v,之后再经过时间t2,木板停止滑行.

则:

得:

达到共同速度后: ;加速度:

木板运动的位移:

木板运动全过程中克服桌面摩擦力所做的功:

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