如图所示,长为L=6m的木板在外力作用下沿水平面以恒定的速度v1=4m/s向右运动,当木板右端通过A点时,在其右端无初速地放一小滑块B,当滑块到达木板正中间时滑块的速度v2=2m/s.木板上表面粗糙程度处处相同.
(1)求该过程中滑块的位移;
(2)通过计算分析滑块能否滑离木板.如果能滑离,求滑块滑离木板时的速度大小;如不能滑离,求滑块停留在木板上的位置.
网友回答
解:(1)设滑块放上木板到滑到木板正中间的运动时间为t,则
该过程中木板的位移为:x1=v1t
滑块的位移为:x2=v2t
根据:x1-x2=L
解得:t=1s,x2=1m,滑块的加速度为:a==m/s2=2m/s2.
(2)假设滑块不能滑离木板,最终两者的速度相等,都为:v1=4m/s,
滑块相对于木板滑动的时间为:t′==2s
该过程滑块的位移为:x2′=v1t′=m=4m
木板的位移为:x1′=v1t′=8m
滑块在木板上滑动的距离为:△x=x1′-x2′=4m,故假设正确,即滑块停留在离木板右端4m处.
答:(1)该过程中滑块的位移是1m;
(2)滑块停留在离木板右端4m处.
解析分析:(1)滑块无初速地放上木板后,在滑动摩擦力作用下向右做初速度为零的匀加速运动,当滑块到达木板正中间时,根据运动学位移公式求出滑块相对于地的位移,由此过程中木板的位移与滑块的位移之差等于,即可求出该过程中滑块的位移;
(2)假设滑块不能滑离木板,最终两者的速度相等,由速度公式求出时间,由位移公式分别求出两个物体的位移,根据位移之差判断滑块能否滑离木板,并确定滑块在木板上的位置.
点评:本题是两个物体运动的问题,既要分别研究两个物体的运动情况,更要抓住它们之间的关系,比如时间关系和位移关系.