如图所示,质量M=2kg的长木板静止放在光滑水平面上,在木板左端放有一质量m=2kg的小滑块(可视为质点),木板与滑块之间动摩擦因数均为μ=0.2.现在让滑块获得水平向右的速度v1=3m/s,同

如图所示,质量M=2kg的长木板静止放在光滑水平面上,在木板左端放有一质量m=2kg的小滑块(可视为质点),木板与滑块之间动摩擦因数均为μ=0.2.现在让滑块获得水平向右的速度v1=3m/s,同

问题描述:

如图所示,质量M=2kg的长木板静止放在光滑水平面上,在木板左端放有一质量m=2kg的小滑块(可视为质点),木板与滑块之间动摩擦因数均为μ=0.2.现在让滑块获得水平向右的速度v1=3m/s,同时木板获得水平向左的速度v2=1m/s.(g=10m/s2)求:
(1)刚获得速度时,木板和滑块相对地面的加速度分别为多大?
(2)最终滑块不从木板上掉落,滑块与木板刚好相对静止瞬间的速度多大?木板至少需要多长?

最佳答案:

(1)根据受力分析,由牛顿第二定律
对滑块:Ff1=μmg=ma1
解得:a1=μg=2m/s2                 
对木板:Ff1=μmg=Ma2
解得:a2=2m/s2
(2)设经过时间t,木板与滑块相对静止,速度为v,取向右为正方向
对滑块v=v1-a1t                                 
对木板v=-v2+a2t                                
解得t=1s,v=1m/s                              
对滑块v2-v12=-2a1x1                            
对木板v2-v22=2a2x2
由滑块未从木板上滑落L>x1-x2=2m                
即木板至少长2m;
答:(1)刚获得速度时,木板和滑块相对地面的加速度大小均为2m/s2;
(2)最终滑块不从木板上掉落,滑块与木板刚好相对静止瞬间的速度为1m/s,木板至少需要2m长.

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