如图所示,在光滑水平面上放有质量为M=3kg的长木板,在长木板的左端放有m=1kg的小物体,小物体大小可忽略不计.小物块

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  • 解题思路:(1)M受重力、压力和摩擦力的作用,由牛顿第二定律可求得长木板的加速度;m受重力、支持力和摩擦力,根据牛顿第二定律求解加速度;

    (2)木块做匀减速直线运动,而木板做匀加速直线运动,根据速度时间时间关系公式求解共速所需时间;

    (3)达到共同速度后相对静止,则小物块距长木板的左端距离为两物体位移的差值,根据运动学公式分阶段列式求解即可.

    (1)小物体冲上长木板后受重力、压力和摩擦力的作用做匀减速运动,长木板摩擦力的作用下做匀加速运动,根据牛顿第二定律得:

    对长木板:a1=[μmg/M]=[0.3×1×10/3]=1m/s2

    对小物体:a2=[μmg/m]=3m/s2

    (2)设二者达到共同速度v的时间为t0,则由运动学公式得:

    对小物体:v=v0-a2t0

    对长木板:v=a1t0

    解得:t0=1s

    (3)因t0=1s<t=2.5s,这说明小物体冲上长木板1s后二者再一起匀速运动1.5S后被锁定,此后小物体将匀减速运动.

    共速前:s1=v0t0−

    1

    2a2

    t20−

    1

    2a1

    t20=2m

    减速:s2=

    v2

    2a2=0.17m

    s=s1+s2=2.17m

    答:(1)小物块刚滑上长木板时,长木板及小物体的加速度分别为1m/s2、3m/s2

    (2)长木板与小物体共速所需时间为1s;

    (3)最终小物体距木板左端的距离为2.17m.

    点评:

    本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.

    考点点评: 本题涉及两个物体,要分别对两个物体进行受力分析,确定两物体的运动状态,再根据牛顿第二律及运动学公式进行分析解答.