解题思路:(1)根据图象求出力F大小,应用牛顿第二定律求出加速度,然后由匀变速运动的位移公式求出位移.
(2)由图象求出力的大小,应用牛顿第二定律求出加速度,由匀变速运动的位移公式求出位移,应用速度公式、几何关系可以求出B的位移.
当A、B一起运动时,由牛顿第二定律得:
对B:μmg=Ma,对A:F0=(M+m)a0,
解得,a0=0.5m/s2,F0=3N;
(1)当F1=2N时,A、B相对静止,一起向右运动,
由牛顿第二定律得:F1=(M+m)a1,
解得a1=
F1
M+m=[2/4+2]=[1/3]m/s2,
在t1=2s内B的位移:s1=[1/2]a1t12=[1/2]×[1/3]×22=[2/3]m≈0.67m;
(2)在上一过程中,运动末速度为:
v1=a1t1=[1/3]×2=[2/3]m/s,
当F2=4N时,A运动的加速为a2,
由牛顿第二定律得:F2-μmg=ma2,解得:a2=1m/s2,
B的运动的加速度为a0=0.5m/s2,
设A滑至木板右端时时间为t,则A、B的位移分别为:
s2=v1t+[1/2]a2t2,s3=v1t+[1/2]a0t2,
由几何关系得:L=s2-s3,解得t=1s,s3=[11/12]m,
此时,木板的速度为v2=v1+a0(2-t)=[7/6]m/s,
之后,木板匀速运动位移s4=v2(2-t)=[7/6]m,
2s~4s时间内,B在水平地面上滑动的距离:
s4=s3+s5=[25/12]m≈2.08m;
答:(1)0~2s时间内,B在水平地面上的滑动的距离为0.67m;
(2)2s~4s时间内,B在水平地面上滑动的距离为2.08m.
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: 分析清楚物体的运动过程、由图象求出力F的大小,应用牛顿第二定律、运动学公式即可正确解题.