如图所示,质量M为4kg的木板长为1.4m,静止在光滑的水平面上,在它的右端静放一质量m为1kg的小滑块(看作质点),小

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  • 解题思路:(1)隔离对滑块和木板分析,根据牛顿第二定律求出滑块和木板的加速度.

    (2)设F作用的时间至少为t,根据位移公式求出t时间相对滑动的位移,抓住临界状态时,小滑块刚好到达左端时与木板的速度相同,结合动量守恒定律和能量守恒定律列式,求出F至少作用的时间.

    (1)设外力作用时间为t,小滑块在木板上运动的距离为s,小滑块的加速度为:

    a1=

    μmg

    m=μg=4m/s2

    木板加速度:a2=

    F−μmg

    M=

    28−0.4×10

    4=6m/s2

    小滑块相对滑动的位移:s0=

    1

    2a2t2−

    1

    2a1t2=t2

    (2)刚撤去F上,小滑块的速度为:v1=a1t=4t,

    木板的速度为:v2=a2t=6t,

    撤去F后,系统的动量守恒,则有:mv1+Mv2=(M+m)v

    解得:v=

    28

    5t,

    当滑块刚好滑到木板的左端时,由能量守恒有:

    μmg(s−s0)=

    1

    2mv12+

    1

    2Mv22-

    1

    2(M+m)v2,

    代入数据解得:t=1s.

    答:(1)在力F作用时,滑块和木板的加速度各是4m/s2、6m/s2

    (2)要使小滑块从木板上掉下来,力F作用的时间至少要1s.

    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、动量守恒定律、能量守恒定律和运动学公式的综合运用,关键理清在整个过程中的运动规律,抓住临界状态,选择合适的规律进行求解.