如图所示,光滑水平面上静止放着长L=1m,质量M=3kg的木板,一质量为m=1kg的小物体放在木板的最右端,m和M之间的

1个回答

  • 解题思路:为使小物体不从木板上掉下,则小物体不能相对于木板滑动,隔离对小物体分析,求出它的临界加速度,再对整体分析,运用牛顿第二定律求出拉力的最大值.

    根据牛顿第二定律分别求出物体和木板的加速度,结合位移公式,抓住位移关系求出物体滑离木板的时间,结合速度时间公式求出物体获得的最大速率.

    (1)物块随木板运动的最大加速度为a;

    对小物体由牛顿第二定律:μmg=ma

    对整体由牛顿第二定律得:Fm=(M+m)a

    解得:Fm=(M+m)μg=(3+1)×0.1×10=4N.

    (2)当F=10N时,物体的加速度a1=μg=1m/s2,

    木板的加速度a2=

    F−μmg

    M=

    10−0.1×10

    3=3m/s2,

    设经过t时间物体滑离木板,则有:

    1

    2a2t2−

    1

    2a1t2=L,

    代入数据解得t=1s,

    则物体获得的最大速率v=a1t=1×1m/s=1m/s.

    答:(1)为使小物体不掉下去,F不能超过4N.

    (2)小物体所能获得的最大速率为1m/s.

    点评:

    本题考点: 牛顿第二定律.

    考点点评: 本题是关键先根据隔离法求解最大加速度,然后用整体法求解最大拉力.知道物体滑离木板时的速度最大,理清物体和木板的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.