题目内容
【题目】如图所示,一块质量为M=2kg,长为L=3m的均质薄木板静止在足够长的水平桌面上,木板的左端静止摆放质量为m=1kg的小木块(可视为质点),薄木板和小木块之间的动摩擦因数为μ1=0.1, 薄木板和地面之间的动摩擦因数为 μ2=0.2。t=0s时刻在M上施加一恒定水平向左拉力F=12N,g取10m/s2。求:
(1)F刚作用在木板上时M和m的加速度大小
(2)如果F一直作用在M上,经多少时间m离开M ?
(3)若t=1s末撤去F,再经过多少时间M和m第一次速度相同?
【答案】(1) (2)t1=2s (3)s
【解析】
根据牛顿第二定律分别求出M和m的加速度;根据位移时间公式,结合两者的位移关系求出运动的时间;根据速度时间公式求出两者在1s时的速度,撤去F后,M做匀减速运动,m做匀加速直线运动,结合牛顿第二定律和速度时间公式求出两者速度相等的时间。
(1)对m由牛顿第二定律有:
同理对M有:
解得:
(2)设m离开M的时间为t1,则
对m:
对M:
又有:L=x2-x1
解得: t1=2s
(3)t=1s时,m的速度:
M的速度:
1s后m仍以a1的加速度作匀加速运动,
M将以a3的加速度匀减速运动,且有:
设再经t2后二者速度相等,有:
解得:s
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