如图所示,质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4,取g=10m/s2

问题描述:

如图所示,质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4,取g=10m/s2,试求:

(1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长时间铁块运动到木板的右端?
(2)铁块从木板右端落下后,木板经过多长时间停止运动?
(3)整个过程中木板发生的位移大小是多少?

(1)根据牛顿第二定律,得
         研究木块m   F-μ2mg=ma1               
         研究木板M   μ2mg-μ1(mg+Mg)=Ma2   
        L=

1
2
 a1t2-
1
2
a2t2

      解得:t=1s                    
   (2)对木板M    v=a2t
             μMg=Ma3 
     木板滑行时间t2=
v
a3
            解得t2=2s
(3)对M  
      x=
1
2
a2t2+
1
2
a3
t 22
解得       x=3m  
答:(1)经过1s铁块运动到木板的右端.
    (2)铁块从木板右端落下后,木板经过2s停止运动.   
    (3)整个过程中木板发生的位移大小是3m.