如图所示,质量为M=2kg的木板长L=2m,上表面光滑,在其右端放一质量为m=2kg的小滑块(可视为质点),木板与水平地

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  • 解题思路:当m在M上时,通过受力分析由牛顿第二定律求出M的加速度,判断出4s时m是否还在M上,会发现4s时m已经脱离M,所以判断出m离开M的时间和此时M具有的速度和通过的位移,当m离开M只有求出M具有的加速度,求出在力F的作用力下通过的位移,即可求出力F做的功.

    根据牛顿第二定律,M的加速度为:a=

    F−μ(M+m)g

    M=

    12−0.25×(2+2)×10

    2m/s2=1m/s2

    假设4s内m不脱离M,则M的位移为:x=

    1

    2at2=[1/2×1×42m=8m>2m

    所以,4s前m脱离M,设经历t1脱离,脱离时M的速度为v1

    ∵L=

    1

    2at12

    ∴t1=

    2L

    a=

    2×2

    1s=2s

    v1=at1=1×2m/s=2m/s

    m、M脱离后,M的加速度为:a′=

    F−μMg

    M]=

    12−0.25×2×10

    2m/s2=3.5m/s2

    m、M脱离后,M前进的距离为:L′=v1(t−t1)+

    1

    2a′(t−t1)2=2×(4−2)+

    1

    2×3.5×(4−2)2m=11m

    根据功的公式,力F对木板所做的功为:WF=F(L+L')=12×(2+11)J=156J

    答:力F对木板所做的功为156J.

    点评:

    本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系;功的计算.

    考点点评: 该题涉及到相对运动的过程,要认真分析物体的受力情况和运动情况,并能熟练地运用匀变速直线运动的公式,选择恰当的过程运用动能定理解题,本题难度较大.