问题
问答题
如图所示，质量M=2kg足够长的木板静止在水平地面上，与地面的动摩擦因数μ1=0.1，另一个质量m=1kg的小滑块，以6m/s的初速度滑上木板，滑块与木板之间的动摩擦因数μ2=0.5，g取l0m/s2
（1）若木板固定，求小滑块在木板上滑动的时间．
（2）若木板不固定，求小滑块自滑上木板到相对木板处于静止的过程中，小滑块相对地面的位移大小．
（3）若木板不固定，求木板相对地面运动位移的最大值．
答案
（1）设滑块在木板上滑动时 的加速度为a1，滑动的时间为t1，由牛顿第二定律得：
μ2mg=ma1①
t1=
②v0 a1
由①②两式得，t1=1.2s ③
（2）设滑块与木板相对静止达共同速度时的速度为v，所需的时间为t2，木板滑动时的加速度为a2，滑块相对于地面的位移为x．
则由牛顿第二定律得：μ2mg-μ1（M+m）g=Ma2 ④
v=v0-a1t2 ⑤
v=a2t2 ⑥
x=v0t2-
a1t22 ⑦1 2
由①④⑤⑥⑦式得，x=3.5m．
（3）设滑块与木板达共同速度时，木板相对地面的位移为s1，达共同速度后的加速度为a3．发生的位移为s2，则有：
a3=μ1g ⑨
s1=
a2t22 ⑩1 2
s2=
（11）v2 2a1
由⑤⑥⑦⑧⑨⑩（11）式及代入有关数据得：
木板相对于地面位移的最大值s=s1+s2=1m
答：（1）小滑块在木板上滑动的时间为1.2s．
（2）小滑块相对地面的位移大小为3.5m．
（3）木板相对地面运动位移的最大值为1m．