小小爱32
幼苗
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(1)设小物块受到的摩擦力为f=μN
1 =μmg=0.2×1.0×10N=2N方向水平向右.
(2)设小物块的加速度为a
1 ,木板在恒力F作用下做匀加速直线运动时的加速度为a
2 ,此过程中小物块的位移为s
1 ,木板的位移为s
2 则
由牛顿定律及运动规律可知:f=ma
1 a
1 =2.0m/s
2 s 1 =
1
2 a 1 t 2
s 2 =
1
2 a 2 t 2
s
2 -s
1 =l
带入数据解得:a
2 =4m/s
2 设木板受到的摩擦力为f’,f’=f,对木板根据牛顿第二定律:F-f’=Ma
2 ,
则F=f’+ma
2 ,代入数值得出F=10N.
(3)设撤去F时小物块和木板的速度分别为v
1 和v
2 ,撤去F后,木板与小物块组成的系统动量守恒,
当小物块与木板相对静止时,它们具有共同速度v,
v 1 = a 1 t=2.0m/s
v 2 = a 2 t=4.0m/s
根据动量守恒定律得:mv
1 +Mv
2 =(m+M)v
v=
1.0×2+2.0×4.0
1.0+2.0 m/s=
10
3 m/s
对小物块:根据动能定理:fs=
1
2 m v 2 -
1
2 m v 1 2
对木板:根据动能定理:-f(s+l′)=
1
2 M v 2 -
1
2 M v 2 2
代入数据: l′=
2
3 m
所以木板的长度至少为L=l+l′=
5
3 m≈1.7m
答:(1)小物块在加速过程中受到的摩擦力的大小为2N,方向水平向右;(2)作用于木板的恒力F的大小为10N;(3)木板的长度至少是1.7m.
1年前
6