题目内容

质量为m=1.0 kg的小滑块(可视为质点)放在质量为M=3.0 kg的长木板的右端,木板上表面光滑,木板与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.0 m.开始时两者都处于静止状态,现对木板施加水平向右的恒力F=12 N,如图所示,经一段时间后撤去F.为使小滑块不掉下木板,试求:

1.撤去F之前和之后木板的加速度大小各为多少 ?

2.水平恒力F作用的最长时间.(g取10 m/s2)

 

 

1.a1= m/s  a2= m/s2

2.1 s.

解析:撤力前后,木板先加速后减速,设加速过程的位移为x1,加速度为a1,加速运动的时为t1;减速过程的位移为x2,加速度为a2,减速运动的时间为t2.由牛顿第二定律得撤力前:

F-μ(m+M)g=Ma1                   (2分)

解得a1= m/s2                         (2分)

撤力后:μ(m+M)g=Ma2            (2分)

解得a2= m/s2                        (2分)

⑵    x1=a1t,     x2=a2t       (2分)

为使小滑块不从木板上掉下,应满足x1+x2≤L  (2分)

又a1t1=a2t2                             (2分)

由以上各式可解得t1≤1 s        (2分)

即作用的最长时间为1 s.    

 

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(ⅰ)子弹射入滑块的瞬间滑块的速度;

(ⅱ)从子弹射入到弹簧压缩最短,滑块在车上滑行的距离.

 

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