如图所示,在水平地面上有一个长L=1.5m,高h = 0.8m的长方体木箱,其质量为M=1kg,与地面的动摩擦因数μ=0.3。在它的上表面的左端放有一质量为m=4kg的小铁块,铁块与木箱的摩擦不计。开始它们均静止。现对木箱施加一水平向左的恒力F=27N。(g=10m/s2)问:
(1)经过多长时间铁块从木箱上滑落?
(2)铁块滑落前后木箱的加速度与
之比。
(3)铁块着地时与木箱右端的水平距离S。
(1)0.5s (2)1/2 (3)4.32m
(1)小铁块在长方体木箱相对滑行过程中,对长方体所受摩擦力
f1=(M+m)g=0.3(1+4)×10N="15N " ① 2分
则此过程中其加速度a1= ② 3分
得铁块在木箱上滑行的时间s ③ 2分
(2)小铁块滑落后,木箱所受摩擦力f2=Mg=0.3×1×10N=3N ④ 2分
此时其加速度a2= ⑤ 3分
则铁块滑落前后木箱的加速度之比为 ⑥ 2分
(3)小铁块刚滑落时,木箱的速度v0=a1t1=12×0.5m/s=6m/s ⑦ 2分
小铁块下落时间t2= ⑧ 2分
小铁块着地时与木箱右端的水平距S= v0t2+a2t22 2分
=(6×0.4+×24×0.42)m=4.32m ⑨ 1分