题目内容

20.如图所示,质量m1=1kg的长木板静置在水平地面上,与水平地面间的动摩擦因数μ1=0.1.质量m2=2.2kg的物块以v0=3.2m/s水平速度从长木板的左端滑入,最后刚好滑到长木板的右端,小物块与长木板间的动摩擦因数μ2=0.2,小物块可视为质点,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)小物块在滑动过程中,长木板的加速度;
(2)长木板的长度.

分析 (1)对木板受力分析,根据牛顿第二定律求得加速度;
(2)根据牛顿第二定律求得木块的加速度,当木板快达到最右端时两者速度相同,根据速度时间公式求得时间,利用运动学公式求得两者通过的位移,即可求得木板的长度

解答 解:(1)对长木板受力分析,根据牛顿第二定律可知μ2m2g-μ1(m1+m2)g=m1a,解得a=1.2m/s2
(2)木块在木板上减速运动的加速度大小为$a′=\frac{{μ}_{2}{m}_{1}g}{{m}_{1}}=2m/{s}^{2}$
到达木板右端时刚好和木板速度相同,则v=v0-a′t=at,解得t=1s,v=1.2m/s
1s内木块前进的位移${x}_{1}=\frac{{v}_{0}+v}{2}t=2.2m$
木板前进的位移$x′=\frac{v}{2}t=0.6m$
木板的长度L=x1-x′=1.6m
答:(1)小物块在滑动过程中,长木板的加速度为1.2m/s2
(2)长木板的长度为1.6m.

点评 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用,关键理清滑块和木板的运动情况,结合牛顿第二定律和运动学公式求解

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