如图,一块质量为M=2kg,长L=1m的匀质木板放在足够长的光滑水平桌面上,初始时速度为零.板的最左端放置一个质量m=1kg的小物块,小物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.2,小物块上连接一根足够长的水平轻质细绳,细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮(细绳与滑轮间的摩擦不计,木板右端与滑轮之间距离足够长,g=10m/s2).求:(1)若木板被固定,某人以恒力F=4N向下拉绳,则小木块滑离木板时的速度大小;(2)若不固定木板,某人仍以恒力F=4N向下拉绳,则小木块滑离木板时的速度大小;(3)若人以恒定速度v1=1m/s向下匀速拉绳,同时给木板一个v2=0.5m/s水平向左的初速度,求木块滑离木板所用的时间.

问题描述:

如图,一块质量为M=2kg,长L=1m的匀质木板放在足够长的光滑水平桌面上,初始时速度为零.板的最左端放置一个质量m=1kg的小物块,小物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.2,小物块上连接一根足够长的水平轻质细绳,细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮(细绳与滑轮间的摩擦不计,木板右端与滑轮之间距离足够长,g=10m/s2).求:

(1)若木板被固定,某人以恒力F=4N向下拉绳,则小木块滑离木板时的速度大小;
(2)若不固定木板,某人仍以恒力F=4N向下拉绳,则小木块滑离木板时的速度大小;
(3)若人以恒定速度v1=1m/s向下匀速拉绳,同时给木板一个v2=0.5m/s水平向左的初速度,求木块滑离木板所用的时间.

(1)对小物块受力分析,由牛顿第二定律得:F-μmg=ma可得:a=2m/s2运动学公式v2=2aL可得v=2m/s(2)对小物块、木板受力分析,由牛顿第二定律得:F-μmg=ma1μmg=Ma2可得:a1=2m/s2 a2=2m/s2物块的位移x1=12a1t2木...
答案解析:(1)对m受力分析,运用牛顿第二定律求出小木块的加速度,再根据速度位移公式求出小木块滑离木板时的速度大小.
(2)木板不固定,小木块在做匀加速直线运动时,木板也在做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律分别求出木块和木板的加速度,结合两者位移之差等于木板的长度求出运动的时间,从而根据速度时间公式求出小木块滑离木板时的速度大小.
(3)根据牛顿第二定律求出木板的加速度,结合木块和木板两者位移之和等于木板的长度,求出运动的时间.
考试点:牛顿第二定律.


知识点:解决本题的关键理清物体的运动,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.