21.福建省龙岩二中2010届高三摸底考试如图所示,一质量M=2.0kg的长木板静止放在光滑水平面上,在木板的右端放一质量m=1.0kg可看作质点的小物块,小物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.2.用恒力F向右拉动木板使木板在水平面上做匀加速直线运动,经过t=1.0s后撤去该恒力,此时小物块恰好运动到距木板右端l=1.0m处。在此后的运动中小物块没有从木板上掉下来.求:

  (1)小物块在加速过程中受到的摩擦力的大小和方向;

  (2)作用于木板的恒力F的大小;

  (3)木板的长度至少是多少?

解:(1)小物块受力分析如图所示,设它受到的摩擦力大小为f

          

    f=0.2×1.0×10N=2N   方向水平向右

  (2)设小物块的加速度为a1,木板在恒力F作用下做匀加速直线运动时的加速度为a2,此过程中小物块的位移为s1,木板的位移为s2

    则有:  

     

     

   

   

   

    对木板进行受力分析,如图所示,根据牛顿第二定律:F-f’=Ma2,

    则F=f’+Ma2, 代入数值得出F=10N。

  (3)设撤去F时小物块和木板的速度分别为v1和v2,撤去F后,木板与小物块组成的系统动量守恒,当小物块与木板相对静止时,它们具有共同速度V共

     

    根据动量守恒定律得: mv1+Mv2=(m+M) V共

   

    对小物块:根据动能定理:

    对木板:根据动能定理:

    代入数据:

    所以木板的长度至少为L=l+l'=m≈1.7m  )

 0  303998  304006  304012  304016  304022  304024  304028  304034  304036  304042  304048  304052  304054  304058  304064  304066  304072  304076  304078  304082  304084  304088  304090  304092  304093  304094  304096  304097  304098  304100  304102  304106  304108  304112  304114  304118  304124  304126  304132  304136  304138  304142  304148  304154  304156  304162  304166  304168  304174  304178  304184  304192  447090 

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