解题思路:(1)隔离对A、B分析,结合牛顿第二定律求出A、B的加速度大小;(2)根据运动学公式分别求出在力F作用下A、B的速度和A、B的位移,撤去F后,根据牛顿第二定律求出A、B的加速度,根据速度时间公式求出速度相等经历的时间,结合位移公式得出A、B的位移,抓住A、B的总位移大小求出相对运动的位移大小,即木板B的长度.
(1)设A开始运动的加速度为aA1,B开始运动的加速度为aB1,有:
aB1μmg=maA1
解得:aA1=μg=0.1×10=1m/s2
F-μmg-μ•2mg=maB1
解得:aB1=[F−3μmg/m=
6−3×0.1×10
1]=3m/s2
(2)设F撤去时A、B的速度分别为vA1、vB1,A运动的位移为SA1,B运动的位移为SB1,
则有:vA1=aA1t0=1×1=1 m/s
sA1=
1
2aA1t02=
1
2×1×1m=0.5m
vB1=aB1t0=3×1=3 m/s
sB1=
1
2aB1t02=
1
2×3×1m=1.5m
撤去F后,A的加速度为aA2,B的加速度为aB2,至A、B共速的时间为t2,木板长度为L,
则有:aA2=aA1=1m/s2
μmg+μ•2mg=maB2
aB2=[3μmg/m=3μg=3×1=3m/s2
vA1+aA2t2=vB1-aB2t2
代入数据解得:t2=0.5s
sA2=vA1t2+
1
2aA2t22=1×0.5+
1
2×1×0.25=0.625m
SB2=vB1t2−
1
2aB2
t22]=3×0.5−
1
2×3×0.25m=1.125m
A、B共速后一起减速运动直至静止,有:
L=SB1+SB2-SA1-SA2=1.5+1.125-0.5-0.625=1.5m
答:(1)力F作用期间A、B的加速度分别是1m/s2、3m/s2.
(2)木板B的长度是1.5m.
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.
考点点评: 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合,关键理清撤去F前后A、B的运动规律,抓住速度关系、位移关系,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.