如图所示,一质量M=0.2kg的足够长的长木板静止在光滑水平面上,质量m=0.2kg的小滑块以v0=1.2m/s的速度从

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  • 解题思路:(1)对滑块和长木板进行受力分析,根据牛顿第二定律求出加速度,根据速度公式求出速度相等时的时间,再求出这段时间内两者的位移,则两者的位移差即为小滑块相对于长木板滑行的距离;

    (2)若长木板与水平面间有摩擦,根据牛顿第二定律求出加速度,当二者同速时,长木板速度达到最大,此后若二者相对静止,再根据牛顿第二定律求出共同加速度,从而求出一起运动到速度为零时的位移,进而即可求解总位移.

    (1)滑块受向左的摩擦力向右匀减速,f11mg=ma1

    代入数据得:a1=4m/s2

    长木板受到滑块向右的摩擦力为:f1′=μ1mg=Ma2

    代入数据得:a2=4m/s2

    向右匀加速,当二者同速时,有:v=v0-a1t=a2t

    解得:t1=0.15s,v=0.6m/s

    同速时滑块位移为:x1=

    v0+v

    2t=0.135m,

    长木板位移为:x1=[v/2]t=0.045m,

    则滑块相对木板滑行距离为:x=x1-x2=0.09m

    (2)滑块受向左的摩擦力向右减速,有:f11mg=ma1

    得:a1=4m/s2

    长木板受到滑块向右的摩擦力f1′=μ1mg和地面向左的摩擦力f22(m+M)g,

    向右加速,有:f1′-f2=Ma2

    得:a2=2m/s2

    当二者同速时,长木板速度达到最大,v=v0-a1t1=a2t1

    解得:t1=0.2s,v=0.4m/s

    同速时滑块位移为:x1=

    v0+v

    2t1=0.16m,

    此后若二者相对静止,有:f22(m+M)g=(m+M)a

    得:a=1m/s2<a1=4m/s2

    所以二者将一起以a=1m/s2匀减速运动直到停止,

    x2=

    v2

    2a=0.08m

    则滑块总位移为:x=x1+x2=0.24m

    答:(1)小滑块相对于长木板滑行的距离为0.09m;

    (2)小滑块的位移为0.24m.

    点评:

    本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系.

    考点点评: 解决本题的关键理清小物块和小车的运动的情况,结合牛顿第二定律和运动学公式灵活求解,难度适中.