质量M=0.2kg的长板静止在水平地面上,与地面间动摩擦因数μ1=0.2,另一质量m=0.1kg的小滑块以v0=0.9m⼀s初

2025-05-16 19:58:20
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回答(1):

小滑块滑上长木板的加速度大小为:a1

μ2mg
m
μ2g=4m/s2
因为μ2mg<μ1(M+m)g,可知木板不动.则小滑块滑上木板到静止的过程中,相对于地面的路程为:
x=
v02
2a1
0.81
8
≈0.1m

(2)木板的加速度为:a2
μ2mg?μ1(M+m)g
M
=
0.4×1?0.1×3
0.2
m/s2=0.5m/s2

由于m减速,M加速,设经过时间t1二者达到共同速度,有:v0-a1t1=a2t1
代入数据,解得:t1=0.2s                                                   
m在这段时间内滑行的位移:
x1=v0t1?
1
2
a1t12=0.9×0.2?
1
2
×4×0.04
m=0.1m                       
M在这段时间内滑行的位移:x2
1
2
a2t12
1
2
×0.5×0.04
=0.01m                         
小滑块滑上长木板后,相对于长木板运动的总位移:
△x=x1-x2=0.09m     
当二者达到共同速度后,由于地面摩擦,将一起做减速运动,设共同运动时加速度加速度大小为a3
a31g=0.1×10=1m/s2
之后m与M一起做减速运动,后阶段的初速度为:
v=a2t1=0.5×0.2=0.1m/s             
m与M一起做减速运动的位移为:x3
v2
2a3
0.12
2
=0.005m                        
则全过程m相对于地移动的距离为:
x=x1+x3=0.1+0.005=0.105m.
答:(1)小滑块自滑上长板到最后静止(仍在木板上)的过程中,它相对于地运动的路程为0.1m.
(2)μ1=0.1,小滑块自滑上长木板到最后静止的过程中,小滑块的总位移为0.105m.