解题思路:(1)根据牛顿第二定律求出木板的加速度.
(2)让木板先做匀加速直线运动,然后做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律,结合位移之和等于板长求出恒力F作用的最短时间.
(3)根据牛顿第二定律求出木块的最大加速度,隔离对木板分析求出木板的加速度,抓住木板的加速度大于木块的加速度,求出施加的最小水平拉力.
(1)木板受到的摩擦力:f=μ(M+m)g=10N.
木板的加速度:a=
F−f
m=2.5m/s2.方向与拉力F的方向一致.
(2)设作用t时间后撤去力F,木板的加速度为a′=
f
M=−2.5m/s2
木板先做匀加速运动,后做匀减速运动,且a=-a′,故at2=L.
得:t=1s.
(3)设木块的最大加速度为a木块,则f=ma木块.
对木板:F-f-μ(M+m)g=Ma木板
木板从木块的下方抽出的条件:a木板>a木块
解得:F>25N
答:(1)木板的加速度为2.5m/s2.
(2)水平恒力F作用的最短时间为1s.
(3)欲使木板能从木块的下方抽出,需对木板施加的最小水平拉力为25N.
点评:
本题考点: 牛顿第二定律.
考点点评: 本题综合考查了牛顿第二定律和运动学公式,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁.对于第三问抓住临界情况,结合牛顿第二定律求解.