(10分)如图所示,质量M=10kg、上表面光滑的足够长的木板在F=50N的水平拉力作用下,以初速度v0=5m/s沿水平地面向右匀速运动.现有足够多的小铁块,它们的质量均为m=1kg,将一铁块无初速地放在木板的最右端,当木板运动了L=1m时,又无初速度地在木板的最右端放上第2块铁块,只要木板运动了L就在木板的最右端无初速度放一铁块.(取g=10m/s2)试问:
(1)第1块铁块放上后,木板运动了L时,木板的速度多大?(结果可带有根号)
(2)最终木板上放有多少块铁块?
(3)最后一块铁块与木板右端距离多远?
(1);(2)7 块;(3)
题目分析:解(1)木板最初做匀速运动,由F=μMg解得μ=0.5, 1分
第l 块铁块放上后,木板做匀减速运动,加速度大小为a1,即有:
1分
代人数据解得: 1分
(2)设最终有n块铁块能静止在木板上.则木板运动的加速度大小为:
1分
第1 块铁块放上后:
第2 块铁抉放上后:
第n块铁块放上后:
由上可得: 2分
木板停下时,,得n=6.6.即最终有7块铁块放在木板上. 1分
(3)从放上第1块铁块至刚放上第7 块铁块的过程中,由(2)中表达式可得:
1分
从放上第7 块铁块至木板停止运动的过程中,设木板发生的位移为d ,则:
1分
联立解得: 1分
即最后一块铁块距木板右端.