(10分)质量为2.0kg、长为1.0m、高为0.5m的木箱M放在水平地面上,其上表面是光滑的,下表面与水平地面间的动摩

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  • 3.8m

    (1)木箱在水平恒力和滑动摩擦力f 1的作用下,由静止开始做匀加速直线运动,加速度为a 1,金属块在光滑木箱上表面处于静止,直到木箱向前前进1 m后,金属块滑落,做自由落体运动,竖直落到地面。滑动摩擦力f 1=μ(M+m)g=" 8" N

    由牛顿运动定律得:a 1=(F—f 1)/M =0.5m/s 2

    木箱滑行1m,历时 t 1=

    =2s

    抛出到落地,用时为t,由平抛运动的规律有tan45°=v y/v 0金属块滑落后,木箱在水平恒力和滑动摩擦力f 2的作用下,做匀加速直线运动1s,加速度为a 2,滑动摩擦力f 2=μMg=" 5" N

    由牛顿运动定律得:a 2=(F—f 2)/M =2m/s 2

    2s末木箱的速度为v 1=a 1t 1=1m/s

    第3s内的位移s 2=v 1t 2+

    =2m

    3s末木箱的速度为v 2= v 1+a 2t 2 =3m./s

    撤去力F后,木箱做匀减速运动直至停止,减速运动的加速度a3= —μg =—2.5 m/s 2

    此过程的位移S3=

    =1.8m

    因此木箱停止后,小金属块落地点距木箱左边沿的水平距离 S=S 2=S 3=3.8m

    本题考查牛顿第二定律和运动学结合问题,首先分别以两个物体为研究对象进行受力分析,求得两个物体的加速度,判断出物块水平方向不受外力,处于静止状态,求得物体滑行1m时所用时间,当大物体静止时,物块向右做平抛运动,根据平抛运动的规律求得运动时间和水平位移,再由相对运动知识求解