(2007•湖南模拟)如图所示,一块质量为M、长为l的匀质板放在很长的光滑水平桌面上,板的左端有一质量为m的物块,物块上

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  • 解题思路:(1)板与物块都向右做初速度为零的匀加速运动,当两者速度相等时,木块与板相对静止,由牛顿第二定律与运动学公式分析答题.

    (2)对板与物块进行受力分析,由牛顿第二定律求出 加速度,由运动学公式求出位移,然后根据两者间位移的几何关系分析答题.

    (3)求出物体的位移,然后由功的计算公式求出拉力的功.

    (1)设物块在板上滑行的时间为t1

    由 a=

    μ1mg

    Mv=at1∴t1=

    Mv

    μ1mg①

    设在此过程中物块前进位移为S1,板前进位移为S2

    则S1=v•t1②S2=

    v

    2t1③S1−S2=

    l

    2④

    由①②③④得:μ1=

    Mv2

    mgl;S2=

    l

    2;

    故物块与板间的摩擦因数为μ1=

    Mv2

    mgl,物块到达板的中点时,板的位移S2=

    l

    2.

    (2)设板与桌面间摩擦因数为μ2,物块在板上滑行的时间为t2

    对木板

    [μ1mg−μ2(m+M)g]

    M•t2=v,解得:t2=

    Mv

    μ1mg−μ2(m+M)g,

    又设物块从板的左端运动到右端的时间为t3则v•t3−

    v

    2•t3=l,t3=

    2l

    v,

    为了使物块能到达板的右端,必须满足t2≥t3即[Mv

    μ1mg−μ2(m+M)g≥

    2l/v]μ2≥

    Mv2

    2(m+M)gl,

    所以为了使物块能到达板的右端,板与桌面间的摩擦因数μ2≥

    Mv2

    2(m+M)gl;

    (3)设绳子的拉力为T,物块从板的左端到达右端的过程中物块的位移为S3

    则有T-μ1mg=0,S3=v•t3=2l,

    所以由功的计算公式得:WT=T•S

    点评:

    本题考点: 动能定理;匀变速直线运动的位移与时间的关系.

    考点点评: 分析求出物体运动过程、应用牛顿第二定律、运动学公式、功的公式即可正确解题.

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