题目内容
【题目】如图所示，光滑水平面上有一木板槽（两侧挡板厚度忽略不计），质量M=2.0kg，槽的长度L=2.0m，在木板槽的最左端有一个小滑块（可视为质点），质量m=1.0kg，小滑块与木板槽之间的动摩擦因数
. 开始时它们都处于静止状态，某时刻起对木板槽施加一个F=10.0N水平向左的恒力，此后小滑块将相对木板槽滑动。
（1）求小滑块滑到木板槽中点时速度的大小；
（2）水平面光滑是一种理想化的情况，实际上木板槽与水平面间是有摩擦的，经测定木板槽与水平面间的动摩擦因数
=0.05。如果使小滑块滑到木板槽中点时的速度与第（1）问所求速度相同，请你通过计算确定一种方案：即只改变M、m、F中一个物理量的大小，实现上述要求（只要提出一种方案即可）。
【答案】（1）2m/s（2）若只改变F，则F=11.5N，若只改变M，则M=1.67kg，若只改变m，则m=0.40kg
【解析】
小滑块滑到木板槽中点时，滑块与木板的位移差等于一半板长，根据牛顿第二定律结合位移公式求出时间，再由速度公式求出速度大小；根据牛顿第二定律求出木板槽与水平面间是有摩擦时的加速度，使小滑块滑到木板槽中点时的速度与第（1）问所求速度相同，只加速度不变，据此求出此时的相关量．
（1）木板槽受到
水平向左的恒力后，向左做匀加速直线运动，所受向右的摩擦力
，
根据牛顿第二定律，木板槽的加速度
，
设经过时间t后小滑块滑到木板槽中点，在这段时间内木板槽的位移
，
小滑块因受向左的摩擦力
，将向左做匀加速直线运动，
根据牛顿第二定律，小滑块的加速度
，
在时间t内木板的位移
由图可知
，解得
，
则小滑块滑到木板槽中点时的速度
；
（2）由于小滑块滑到木板槽中点时的速度与第（1）问所求速度相同，而小滑块的加速度不变，所以当木板槽与水平面间有摩擦时，要求木板槽的加速度也不变，
即
若只改变F，则F=11.5N；
若只改变M，则M=1.67kg；
若只改变m，则m=0.40kg．
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