题目内容

(11分)光滑水平面上,足够长的木板质量M=8kg,由静止开始在水平恒力F=8N作用下向右运动,如图所示,当速度达到1.5m/s时,质量m=2kg的物体轻轻放到木板的右端。已知物体和木板之间动摩擦因数,物体放到木板上以后,求:

    (1)经过多少时间物体与木板相对静止?

    (2)在这段时间里,物体相对于木板滑行距离多大?(g=10m/s2

(1)当物体轻放在木板上时,物体在水平方向上受到木板对它向右的摩擦力F1,此时物体的加速度为a1,经过ts速度达到v时相对木板静止。

对物体由牛顿第二定律知

F1=ma1---------------------①(1分)

由运动学规律知

V=a1t--------------------------------②(1分)

且F1=μmg -------------------③(1分)

对木板在这ts内,水平方向上受到向右拉力F和物体对木板产生向左的摩擦力F2,其大小为:      F2=F1 ------------------ ④(1分)

对M: 由牛顿第二定律知:

F-F2=Ma2 -------------------⑤(1分)

由运动学规律知

V=v0+a2t---------------------⑥(1分)

由①②③④⑤⑥式联立并代如数值解得: T=1s 

(2)在这段时间里,对物体在水平方向上的位移为:

X1=a1t2

X1=×2 m/s2×(1s)2=1m(2分)

在这段时间里,对木板在水平方向上的位移为:X2=v0t+at2 (1分)

X2=1.5m/s×1s+×0.5×(1s)2=1.75m(1分)

在这段时间里,物体相对木板在水平方向上的位移为:x=x2-x1=0.75m(2分)

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