如图所示,可以视为质点的小金属块A的质量为m1=1kg,放在厚度不计的长木板A的右端,木板长L=2m、质量m2=2kg,A与B之间的动摩擦因数μ1=0.1,A、B与水平面之间的动摩擦因数均为μ2=0.5.开始时A和B均处于静止状态,现用水平恒力F将木板水平向右加速抽出,小金属块A滑到水平地面上后,又在地面上滑行了s=0.4m后停下来.求:(g取10m/s2)
(1)金属块A从木板B上滑下瞬间的速度大小;
(2)金属块A从木板B上滑下之前,木板B的加速度大小;
(3)加在木板B上的水平恒力F的大小.
网友回答
解:(1)小金属块A从木板B上滑下后在地面上做匀减速直线运动,其加速度a=,
故小金属块A从木板B上滑下瞬间的速度v=.
(2)小金属块A从木板B上滑下之前在木板上做匀加速直线运动,其加速度.
其加速度.
位移.
设木板的加速度为a2,则在这段时间内木板的位移,又s2-s1=L.
联立解得.
(3)对木板由牛顿第二定律有F-μ1m1g-μ2(m1+m2)g=m2a2.
解得F=20N.
答:(1)金属块A从木板B上滑下瞬间的速度大小为2m/s.
(2)木板B的加速度大小为2m/s2.
(3)加在木板B上的水平恒力F的大小为20N.
解析分析:(1)根据牛顿第二定律求出金属块从木板滑下在地面上的加速度,结合速度位移公式求出金属块A从木板B上滑下瞬间的速度大小.
(2)根据牛顿第二定律求出A做匀加速直线运动的加速度,从而得出A运动的时间,结合运动学公式公式,抓住A、B的位移关系求出木板B的加速度.
(3)对B隔离分析,通过牛顿第二定律求出加在木板B上的水平恒力F的大小.
点评:解决本题的关键理清A、B的运动过程,结合牛顿第二定律、运动学公式灵活求解.