(1)物块随木板运动的最大加速度为a
对小物体由牛顿第二定律:μmg=ma
对整体由牛顿第二定律得:F=(M+m)a
F=μ(M+m)g=0.1×(3+1)×10N=4N
(2)小物体的加速度a1=
μmg
m=μg=0.1×10=1m/s2
木板的加速度a2=
F−μmg
M=
10−0.1×1×10
3=3m/s2由
1
2a2t2−
1
2a1t2=L
解得物体滑过木板所用时间t=
1.6s
物体离开木板时的速度v1=a1t=
1.6m/s
Ek1=
1
2m
v21=0.8J
(3)若F作用时间最短,则物体离开木板时与木板速度相同.设F作用的最短时间为t1,物体在木板上滑行的时间为t,物体离开木板时与木板的速度为V
则v=a1t=tv1=a1t1=t1v2=a2t1=3t1
由动量守恒定律:mv1+Mv2=(m+M)v
t1+9t1=4t得t=2.5t1
由位移关系
v2
2t1+
v2+v
2(t−t1)=
v
2t+1.6
解得t×t1=1.6
将t=2.5t1代入得t