(2008•黄冈模拟)如图,一高为h=0.2m的木板B置于粗糙水平地面上,B的上表面以O点为界,O点右侧是光滑的,O点左

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  • 解题思路:1、在O点右侧,木块A受到的摩擦力为零,故木块A静止不动,B在地面的摩擦力作用下做匀减速运动.对B由动能定理求解.

    2、当木板B突然受力F后,木块A做加速运动、木板B做减速运动,由动量守恒定律和能量守恒定律求解A、B发生相对运动到达共同速度阶段A在B上滑行的距离,判断A将从B 上表面滑落,再研究A刚好滑离B,由动量守恒定律和能量守恒定律求解,再由牛顿第二定律和运动学规律求解.

    (1)在O点右侧,木块A受到的摩擦力为零,故木块A静止不动,即:vAO=0

    B在地面的摩擦力作用下做匀减速运动.

    设B向右运动1.25m时的速度为vB,对B由动能定理得:

    −μ1mgL=

    1

    2m

    v2B−

    1

    2m

    v20…①

    解①得:vB=2m/s

    (2)当木板B突然受力F后,木块A做加速运动、木板B做减速运动,

    设A、B最后达到的共同速度为v,A、B发生相对运动到达共同速度阶段A在B上滑行的距离为S0,由动量守恒定律得:

    mvB=2mv…②

    由能量守恒定律,得:

    μ2mgS0=

    1

    2m

    v2B−

    1

    22m

    v2共…③

    解②③得:S0=0.5m

    由于S0>S,则说明A将从B 上表面滑落.

    设A刚好滑离B时A、B的速度分别为vA、vB,由动量守恒定律得:

    mvB=mvA+mvB1…④

    由能量守恒定律得:μ2mgS=

    1

    2m

    v2B−

    1

    2m

    v2A−

    1

    2m

    v2B1…⑤

    解④⑤得:vA=0.4m/s,vB1=1.6m/s

    设A在B上自O点至离开B所用的时间为t1

    对A,由动量定理有:μ2mgt1=mvA…⑥

    解⑥式得:t1=0.2s

    此后A以vA为初速度向右作平抛运动,设A经t2落地,t2时间内A的水平位移为x

    由平抛运动规律有:h=

    1

    2g

    t22…⑦

    x=vAt2…⑧

    解⑦⑧得:t2=0.2s,x=0.08m.

    当A作平抛运动的同时,B向右作初速度为vB1的匀加速运动.设其加速度为aB

    由牛顿第二定律有:F-μ1mg=maB…⑨

    设t2内B运动的距离为SB:SB=vB1t2+

    1

    2aB

    t22…⑩

    则B受F作用0.4s时A离O点的水平距离为:

    △S=S+SB-x…(11)

    解⑨⑩(11)得:

    △S=0.58m.

    答:(1)当木板B向右运动1.25m时,A的速度为零,B的速度大小是2m/s;

    (2)若木板B向右运动1.25m时,木板B突然受到一个向右的水平作用力F=0.2mg,则水平力F作用于木板B的时间为0.4s时,木块A离O点的水平距离是0.58m.

    点评:

    本题考点: 动量守恒定律;牛顿第二定律;平抛运动;动能定理.

    考点点评: 本题是滑块在木板上滑动的类型,要分过程进行研究,运用牛顿第二定律、运动学公式和动量守恒、动能定理进行求解.