问题 问答题

如图所示,长为L=6m、质量M=4kg的长木板放置于光滑的水平面上,其左端有一大小可忽略,质量为m=1kg的物块,物块与木板间的动摩擦因数为0.4,开始时物块与木板都处于静止状态,现对物块施加F=8N,方向水平向右的恒定拉力,求:(g=10m/s2

(1)小物块的加速度;

(2)物块从木板左端运动到右端经历的时间.

答案

(1)对小物块进行受力分析有,小物块竖直方向受重力、长木板支持力、水平方向受拉力F和长木板的摩擦力f作用:

在竖直方向有:FN=mg     ①

在水平方向有:F-f=ma1       ②

又因为摩擦力f=μFN         ③

由①②③可解得:a1=

F
m
-μg

代入数据得:a1=4m/s2

(2)设长木板的加速度为a2,对长木板进行受力分析有

长木板所受合外力F=μmg=Ma2 ④

令小物块达到长木板右端的时间为t,则根据小物块滑到长木板右端的位移关系有:

  L+

1
2
a2t2=
1
2
a1t2         ⑤

代入数据得:t=2s

答:小物块的加速度为4m/s2;木块从左端到右端所经历的时间为2s.

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