解题思路:(1)对木块和木板进行受力分析,根据牛顿第二定律即可求解木块和木板的加速度大小;(2)木板和木块构成的系统所受到的合外力为零,因而总动量守恒,根据动量守恒定律求出共同速度,根据速度时间公式求出时间,再根据位移时间公式求出相对位移;(3)要使木块不从木板上滑落,木板最小长度即为速度相等时,木块相对于木板的位移.
(1)木块和木板相对滑动,受到滑动摩擦力,根据 牛顿第二定律得:
a木块=
μ•2mg
2m=μg
a木板=
μ•2mg
m=2μg
(2)木板和木块构成的系统所受到的合外力为零,因而总动量守恒,则有:(2m+m)v=2mv0解得两者的最终速度v=
2v0
3
v0-μgt=2μgt
解得:t=
v0
3μg
相对位移△x=x木块−x木板=v0t−
1
2μgt2-[1/2×2μgt2=
v02
6μg]
(3)要使木块不从木板上滑落,木板最小长度即为速度相等时,木块相对于木板的位移,
则l=△x=
v02
6μg
答:(1)木块和木板的加速度大小分别为μg和2μg;
(2)木块和木板速度相等所经历的时间为
v0
3μg,此时木块相对于木板的位移为
v02
6μg;
(3)若木板不是足够长,要使木块不从木板上滑落,木板的最小长度为
v02
6μg.
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;力的合成与分解的运用.
考点点评: 本题考查了牛顿第二定律、动量守恒定律和运动学公式的综合运用,关键理清放上木块后木板和木块的运动情况,抓住临界状态,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.