如图所示,质量M=4Kg的木板AB静止放在光滑水平面上,C到木板左端A的距离L=0.5m,CB段木板是光滑的,质量m=1Kg的小木块静止在木板的左端,与AC段间的动摩擦因数μ=0.2.当木板AB受到水平向左F=14N的恒力,作用时间t后撤去,这时小木块恰好到达C处(g=10m/s2).试求:(1)水平恒力F作用的时间t;(2)到达C点时两物速度各是多少.
问题描述:
如图所示,质量M=4Kg的木板AB静止放在光滑水平面上,C到木板左端A的距离L=0.5m,CB段木板是光滑的,质量m=1Kg的小木块静止在木板的左端,与AC段间的动摩擦因数μ=0.2.当木板AB受到水平向左F=14N的恒力,作用时间t后撤去,这时小木块恰好到达C处(g=10m/s2).试求:
(1)水平恒力F作用的时间t;
(2)到达C点时两物速度各是多少.
答
知识点:本题关键是根据牛顿第二定律求解出加速度,然后根据运动学公式列式求解.
(1)木板和木块间的摩擦力f=μmg=2N
木块加速度为a1=2m/s2,水平向左
木板加速度为a2=
=3m/s2,水平向左F−f M
即两个物体都向左做匀加速直线运动;
以木板为参考系,木块的相对加速度为a=a1-a2=-1m/s2,水平向右.故木块相对于木板做初速度为0,加速度为1m/s2的向右的加速运动,从A到C相对位移为L.
所以L=
at2,解得t=1s1 2
即水平恒力F作用的时间t为1s.
(2)以地面为参考系,两个物体都向左做匀加速直线运动
1s末木块的速度为v1=a1t=2m/s,水平向左;
木板的速度为v2=a2t=3m/s,水平向左
即到达C点时木板的速度为3m/s.木块的速度为2m/s.
答案解析:(1)对木块和木板受力分析,根据牛顿第二定律求出加速度,两个物体都向左做匀加速直线运动,根据运动学公式列式求解;
(2)两个物体都向左做匀加速直线运动,根据速度时间公式列式求解速度即可.
考试点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系;牛顿运动定律的应用-连接体.
知识点:本题关键是根据牛顿第二定律求解出加速度,然后根据运动学公式列式求解.