解题思路:(1)小滑块将相对木板滑动过程中,m对M的滑动摩擦力水平向左,M对m的滑动摩擦力水平向右,根据牛顿第二定律分别求出两个物体的加速度.
(2)小滑块刚好离开木板时,滑块与木板的位移差等于板长,根据位移关系列式即可求解.
(1)长木板水平方向的受力情况如答图1所示,木板向右做匀加速直线运动,设木板的加速度为a,
根据牛顿第二定律有:
F-μmg=Ma1
a1=[F−μmg/M]=2.5m/s2
(2)t1=1s时撤去力F,之后木板向右做匀减速直线运动,设木板的加速度大小为a′1
a1′=[μmg/M]=[1/2m/s2
物块一直向右做匀加速直线运动,设物块的加速度为a2
a2=μg=1.0m/s2
设再经过时间t2物块滑到木板的最左端,两者的速度相等,即
a1t1-a′1t2=a2(t1+t2)
木板的位移x1=
1
2]a1t12+(a1t1)t2-[1/2]a′1t22
物块的位移x2=[1/2]a2(t1+t2)2
由答图2可知x1-x2=L
解得L=1.5m
答:(1)木板开始运动时的加速度大小为2.5m/s2;
(2)在F作用1s后将其撤去,为使小物块不脱离木板,木板至少为1.5m
点评:
本题考点: 牛顿运动定律的综合应用.
考点点评: 本题涉及两个物体的动力学问题,除了隔离研究两个物体的运动情况外,关键是找出两个物体之间的关系.