Question

如圖所示，光滑水平地面上，有一塊質(zhì)量M=3.0kg、長(zhǎng)度L=1.0m的木板，它的最右端有一個(gè)質(zhì)量為m=1.0kg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），木板與物塊都處于靜止?fàn)顟B(tài)．從某時(shí)刻起，對(duì)木塊施加一個(gè)水平向右的恒定拉力F，使物塊相對(duì)木塊滑動(dòng)．經(jīng)過(guò)時(shí)間t=1.0s，物塊恰好滑到木板的最左端．已知物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.10．求：
（1）物塊滑到木板最左端時(shí)速達(dá)v的大��；
（2）恒定拉力F的大小．

Answer 1

解：（1）木板在外力F的作用下，與物塊發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，物塊在摩擦力作用下向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)物塊的加速度大小為a₁
對(duì)物塊，f=μmg=ma₁
解得
在t=1.0s時(shí)，物塊的速度的大小v=a₁t=1.0m/s
（2）木板也做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)木板加速度的大小為a₂
在t=1.0s內(nèi)，物塊向右運(yùn)動(dòng)的距離
木板向右運(yùn)動(dòng)的距離
依題意得，s₂-s₁=L
解得
對(duì)木板運(yùn)用牛頓第二定律得，F(xiàn)-f=F-μmg=Ma₂
解得F=10.0N．
答：（1）物塊滑到木板最左端時(shí)速達(dá)v的大小為1.0m/s．
（2）恒力F的大小為10.0N．
分析：（1）根據(jù)牛頓第二定律求出木塊的加速度，再根據(jù)速度時(shí)間公式求出物塊滑到木板最左端的速度大小．
（2）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，抓住相對(duì)位移的大小等于木板的長(zhǎng)度求出木板的加速度，再根據(jù)牛頓第二定律求出恒定拉力F的大�。�
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析，運(yùn)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式進(jìn)行求解．