题目内容
【题目】如图所示,有两个高低不同的水平面,高水平面光滑,低水平面粗糙。一质量M=4kg、长度L=4m的长木板,放置在低水平面上且靠在高水平面边缘的A点,其上表面恰好与高水平面平齐,长木板与低水平面间的动摩擦因数以
1=0.1。在高水平面上距A点距离s=3m处,放置一质量m=2kg可视为质点的滑块,现用一水平向右的拉力F从静止拉滑块,滑块经时间t0=1s运动到A点时撤去拉力,滑块滑上长木板,最终末从木板上滑下。已知滑块与长木板间的动摩擦因数
2=0.5,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)拉力F的大小;
(2)滑块最终距长木板右端的距离d;
(3)长木板滑行的总距离。
【答案】(1)12N(2)1m(3)1m
【解析】
(1)由位移公式
,得
①
由牛顿第二定律
,得
②
(2)滑块滑到木板上时,设其初速度为
, 滑块加速度大小为a1 , 木板加速度大小为a2,两者共速时速率为
,则
③
④
⑤
,得
⑥
此过程中滑块的位移为
⑦
长木板的位移为
⑧
则滑块相对长木板位移为
⑨
则滑块相对长木板静止时距右端距离为
⑩
(3)由⑥式得
共速后两者保持相对静止一起做匀减速运动,设加速度为a3,匀减速位移为
,则
,得
,得
故长木板滑行的总距离为
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