光滑水平面上,足够长的木板质量M=8kg,由静止开始在水平恒力F=8N作用下向右运动,如图所示,当速度达到1.5m/s时,质量m=2kg的物体轻轻放到木板的右端。已知物体和木板之间动摩擦因数,物体放到木板上以后,求:(1)经过多少时间物体与木板相对静止?(2)在这段时间里,物体相对于木板滑行距离多大?(g=10m/s2 )
(1)1s (2)0.75m
题目分析:(1)当物体轻放在木板上时,物体在水平方向上受到木板对它向右的摩擦力,此时物体的加速度为
,经过ts速度达到v时相对木板静止。
对物体由牛顿第二定律知
---------------------①
由运动学规律知
--------------------------------②
且-------------------③ 1
对木板在这ts内,水平方向上受到向右拉力F和物体对木板产生向左的摩擦力,其大小为:
------------------ ④
对M: 由牛顿第二定律知:
-------------------⑤
由运动学规律知
---------------------⑥
由①、②、③、④、⑤、⑥式联立并代如数值解得: T=1s
(2)在这段时间里,对物体在水平方向上的位移为 :
在这段时间里,对木板在水平方向上的位移为:
在这段时间里,物体相对木板在水平方向上的位移为:
点评:本题分别以物体和木板为研究对象,应用牛顿第二定律和运动学公式分析求解。