问题 计算题

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,木板与滑轮之间距离足够长,g=10m/s2)。

(1)若木板被固定,某人以恒力F=4N向下拉绳,则小木块滑离木板所需要的时间是多少?

(2)若木板不固定,某人仍以恒力F=4N向下拉绳,则小木块滑离木板所需要的时间是多少?

(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,则木块滑离木板所用的时间又是多少?

答案

解:(1)对小物块受力分析,由牛顿第二定律得:

可得:a =2m/s2

运动学公式:

可得

(2)对小物块、木板受力分析,由牛顿第二定律得:

可得:a1=2m/s2,a2=1m/s2

物块的位移,木板的位移

由以上三式可得t=s

(3)木板向左做匀减速运动,由牛顿第二定律得:

可得:a3=1m/s2,方向向右

物块向右匀速运动,其位移为x3=v1t

木板向左的位移为x4=v2t-

又x3+x4=L

由以上三式可得t=1s

单项选择题
单项选择题