如图所示,水平地面上一个质量M=4.0kg、长度L=2.0m的木板,在F=8.0N的水平拉力作用下,以v0=2.0m⼀s的速度

2025-05-19 12:56:00
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(1)木板与水平面之间的动摩擦因数:F=μMg,μ=

F
Mg
8.0
4.0×10
=0.2
若物块与木板间无摩擦,木板运动,木块不运动.
放上木块后木板做匀减速运动,加速度大小:μ(m+M)g-F=Ma,
解得:a=
F?μ(M+m)g
M
8?0.2(4+1)×10
4
=?0.5
m/s2
设经过时间t木块从木板上落下,则:L=v0t+
1
2
at2

解得:t≈1.2s
(2)若物块与木板间有摩擦,且物块与木板间的动摩擦因数和木板与地面间的动摩擦因数相等,放上木块后,开始,木块做匀加速运动,木板做匀减速运动.
对木板:μ(m+M)g+μmg-F=Ma1
解得:a2
F?μmg?μ(m+M)g
M
8?0.2×1×10?0.2×(1+4)×10
4
=?1
 m/s2
共速时v=a1t1=v0+a2t1
代入数据解得:t1
2
3
s       v=
4
3
m
/s    
接着一起做匀减速直线运动,加速度为:a′=
F?μ(m+M)
M+m
8?0.2×(1+4)×10
1+4
=?0.4m/s2

直到速度为零,停止运动,有:t2
v
a′
4
3
0.4
10
3
s

总时间为:t=t1+t2=
2
3
+
10
3
=4.0s
答:(1)若物块与木板间无摩擦,物块离开木板所需的时间是1.2s;
(2)若物块与木板间有摩擦,且物块与木板间的动摩擦因数和木板与地面间的动摩擦因数相等,将物块放在木板上后,经过4.0s时间木板停止运动.