Question

（11分）光滑水平面上，足夠長的木板質量M=8kg，由靜止開始在水平恒力F=8N作用下向右運動，如圖所示，當速度達到1.5m/s時，質量m=2kg的物體輕輕放到木板的右端。已知物體和木板之間動摩擦因數(shù)，物體放到木板上以后，求：

    （1）經(jīng)過多少時間物體與木板相對靜止？

    （2）在這段時間里，物體相對于木板滑行距離多大？（g=10m/s² ）

Answer 1

(1)當物體輕放在木板上時，物體在水平方向上受到木板對它向右的摩擦力F₁,此時物體的加速度為a₁,經(jīng)過ts速度達到v時相對木板靜止。

對物體由牛頓第二定律知

F₁=ma₁---------------------①（1分）

由運動學規(guī)律知

V=a₁t--------------------------------②（1分）

且F₁=μmg -------------------③（1分）

對木板在這ts內，水平方向上受到向右拉力F和物體對木板產生向左的摩擦力F₂,其大小為:      F₂=F₁ ------------------ ④（1分）

對M: 由牛頓第二定律知：

F－F₂=Ma₂ -------------------⑤（1分）

由運動學規(guī)律知

V=v₀＋a₂t---------------------⑥（1分）

由①②③④⑤⑥式聯(lián)立并代如數(shù)值解得： T=1s 

(2)在這段時間里，對物體在水平方向上的位移為：

X₁=a₁t²

X₁=×2 m/s²×(1s)²=1m（2分）

在這段時間里，對木板在水平方向上的位移為：X₂=v₀t＋at² （1分）

X₂=1.5m/s×1s＋×0.5×(1s)²=1.75m（1分）

在這段時間里，物體相對木板在水平方向上的位移為：x=x₂－x₁=0.75m（2分）