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.