解题思路:(1)隔离对m分析,求出m的最大加速度,从而根据牛顿第二定律,对整体分析,求出最大拉力的大小.
(2)根据牛顿第二定律分别求出M和m的加速度,抓住位移之差等于M的长度求出运动的时间,从而根据速度时间公式求出小物体离开木板的速度大小.
(1)当m受最大静摩擦力时加速度最大,根据 牛顿第二定律:μmg=ma
以木块和木板整体为研究对象:F=(M+m)a
得:F=μ(M+m)g=0.1×(3+1)×10N=4N
(2)小物体的加速度为:a1=[μmg/m]=μg=0.1×10=1m/s2
木板的加速度为:a2=[F−μmg/M]=[10−0.1×1×10/3]=3m/s2
由[1/2]a2t2-[1/2]a1t2=L
解得物体滑过木板所用时间:t=
2s
答:(1)为使小物体与木板间不发生相对滑动,F不能超过4N;
(2)如果拉力F=10N且恒定,要使小物体从木板上掉下去,需要经过
2s.
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: 解决本题的关键能够正确地受力分析,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁.