如图所示,长L=2 m、质量M=3 kg的木板静止放在倾角为37°的光滑斜面上,质量 m=1 kg的小物块放在木板的上端,木板和物块间的动摩擦因数μ=0.5,对木板施加一平行于斜面向上的拉力F=19 N,取g=10 m/s2,(取sin37º=0.6;cos37º=0.8)斜面足够长。求:
(1)木板下滑的加速度;
(2)小物块经多长时间离开木板;
(3)小物块离开木板时木板获得的动能。
(1)a1=1m/s2(2)t=2 s(3)6 J
(1)设木板向下运动的加速度为a1,则由牛顿第二定律
对木板:Mgsin37°+μmgcos37°-F=Ma1 (2分)
得:a1=1m/s2 (1分)
(2)物块向下做加速运动,设其加速度为a2,则由牛顿第二定律
对物块:mgsin37°-μmgcos37°=ma2 (2分)
a2=2m/s2 (1分)
又∵ a2t2-
a1t2=L (2分)
得物块滑过木板所用时间t=2 s. (1分)
(3)物块离开木板时木板的速度v1=a1t=2 m/s. (2分)
其动能为Ek1=Mv12=6 J (2分)
本题考查对牛顿第二定律的应用,分析木板的受力情况按牛顿第二定律的公式列式求解