题目内容

【题目】如图所示,两个滑块A和B的质量分别为mA=1 kg和mB=5 kg,放在静止于水平地面上的木板的两端,两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5;木板的质量为m=4 kg,与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1。某时刻A、B两滑块开始相向滑动,初速度大小均为v0=3 m/s。A、B相遇时,A与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A、B可看成质点,取重力加速度大小g=10 m/s2。求

(1)开始运动时木板的加速度a

(2)B与木板相对静止时,木板的速度;

(3)木板的长度及木板的总位移

【答案】(1),方向向右;(2);(3),

【解析】

(1)对木板,根据牛顿第二定律得:

代入数据解得:

方向向右

(2)向左运动,根据牛顿第二定律得:

代入数据解得:

方向向右

向右运动,根据牛顿第二定律得:

代入数据解得:

方向向左

当木板与共速时共同速度为,则有:

代入数据解得:

,

(3)此过程木板相对于地面的位移:

此过程相对于地面的位移:

此过程相对于地面的位移:

此时相对木板静止,突变为静摩擦力,受力不变加速度仍为5m/s2,方向向右,对与木板受力分析,有:

代入数据解得:

方向向左

当木板与A共速时共同速度为,则有:

代入数据解得:

,

此过程木板相对于地面的距离:

此过程相对于地面的位移:

此过程相对于地面的位移:

木板的长度为:

此后三者一起减速运动,根据牛顿第二定律可得加速度大小为:

最后通过的位移:

故木板的最大相对于地面位移:

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