解题思路:以小物快为研究对象,受力分析,明确其运动情况(先以a1匀加速与传送带同速后;由于μ1<tan37°,小物块收到重力、弹力和传送带斜向上的滑动摩擦力作用下,以a2做匀加速到B点;小物块在木板上方做匀减速运动),利用牛顿运动定律求解.注意多过程运动中,速度是连接前后的纽带.
(1)以小物块为研究对象,收到重力、弹力和沿斜面向下的滑动摩擦力.
由牛顿第二定律得:
刚开始物块相对传送带往下滑其加速度为
a1=gsin37°+μ1gcos37°=10 m/s2
物快与传送带速度V0用的时间:t1=
v0
a1=0.1s
位移s1=[1/2] a1t12 =0.05m
过后因μ1<tan37°,所以物快受重力、弹力和沿斜面向上的滑动摩擦力,
由牛顿第二定律得:
物块相对传送带往下滑其加速度:a2=gsin37°-μ1gcos37°=2 m/s2
由运动学公式得:s2=L1-s1=(VB2-VO2)[1
2a2
代入数据解之得:VB=3m/s
(2)物块滑上木板受重力、弹力和向右的滑动摩擦力,物快相对滑动时做匀减速运动,
由牛顿第二定律得:其加速度a3=-μ2g=-4 m/s2
木板受重力、弹力和上下接触物体的滑动摩擦力,由牛顿第二定律得:
木板的加速度a4=〔μ2mg-μ3(mg+Mg)〕
1/M]=2 m/s2
设经过t2物块与木板达到相同速度V2,则由运动学公式得:VB+a3t2 =a4t2
解之得:t2=0.5s
木板的速度:V2=a4t2=1m/s
物块对地位移s3=( V22-VB2)
1
2a3=1 m
木板对地位移s4=
v22
2a4=0.25m
物块在木板上滑过的距离△s=s3-s4=0.75m
(3)因μ3<μ2物块能与木板保持相对静止,其整体加速度为a5=-μ3g=-1m/s2
物块与木板做匀减速运动到停止的位移s5=−
v22
2a5=0.5m
木板对地的位移s板=s4+s5=0.75m
答:(1)物块离开B点的速度大小3m/s;
(2)物块在木板上滑过的距离为0.75m;
(3)木板在地面上能滑过的最大距离为0.75m.
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;匀变速直线运动的速度与位移的关系.
考点点评: 解本题的关键能正确对物快受力分析,判断其运动情况,注意二者同速是解题的临界;灵活应用牛顿运动定律求解.此题受力分析时,变力太多导致多个运动过程,应属难题.