叠加物体相对运动问题,.doc

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1、如图所示，光滑水平面上静止放着长L=1.6m，质量为M=3kg的木块（厚度不计），一个质量为m=1kg的小物体放在木板的最右端，m和M之间的动摩擦因数μ=0.1，今对木板施加一水平向右的拉力F，（g取10m/s2）（1）为使物体与木板不发生滑动，F不能超过多少？（2）如果拉力F=10N恒定不变，求小物体所能获得的最大速度？（3）如果拉力F=10N，要使小物体从木板上掉下去，拉力F作用的时间至少为多少？考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：（1）隔离对小物体分析，求出它的临界加

2、速度，再对整体分析，运用牛顿第二定律求出拉力的最大值．（2）若拉力F小于最大值，则它们最后一起做匀加速直线运动，若拉力F大于最大值，知小物体与木板之间始终发生相对滑动，小物体受到水平方向上只受摩擦力，做匀加速直线运动，当它滑离木板时，速度最大，根据两者的位移差等于木板的长度，求出运动的时间，再根据速度时间公式求出最大的速度．（3）题中木板在恒力F的作用下由静止开始向右加速运动，滑块受摩擦力作用相对地面也向右匀加速滑动，由牛顿第二定律求出木板的加速度大于滑块的加速度．所以在力F作用时间内木板的速度必大于滑块的速度，若力F作用一

3、段时间停止后，木块继续做匀加速运动，木板做匀减速运动，当两者的速度恰好能够相等并且木块滑到木板最右端时达到下滑的临界状态，这时木块相对于木板的位移为L，则力F作用在木板上的时间就是最短时间．对系统研究，根据动量定理列出时间与速度的关系式，根据动能定理列出木板滑行距离速度，由运动学公式列出时间与木板滑行距离与时间的关系，再联立求解答：（1）为使物体与木板不发生滑动，F不能超过4N；   （2）如果拉力F=10N恒定不变，求小物体所能获得的最大速度为根号1.6   （3）如果拉力F=10N，要使小物体从木板上掉下去，拉力F作用的

4、时间至少0.8s．质量为m=1.0kg的小滑块（可视为质点）放在质量为M=3.0kg的长木板的右端，木板上表面光滑，木板与地面之间的动摩擦因数为，木板长L=1.0m，开始时两者都处于静止状态，现对木板施加水平向右的恒力F=12N，如图所示，为使小滑块不掉下木板，试求：（g取10m/s2）（1）用水平恒力F作用的最长时间；（2）水平恒力F做功的最大值。解：（1）撤力前后木板先加速后减速，设加速过程的位移为x1，加速度为a1，加速运动的时间为t1；减速过程的位移为x2，加速度为a2，减速运动的时间为t2。牛顿第二定律得：撤力前：

5、解得撤力后：解得为使小滑板不从木板上掉下，应满足x1+x2≤L ，又a1t1=a2t2 由以上各式可解得t1≤1s，即作用的最长时间为1s （2）木板在拉力F作用下的最大位移所以F做功的最大值光滑水平面上有一质量M=15kg的长木板,木板上依次有木块1.2.3.4.5其质量m1m2m3m4m5分别为1kg2kg3kg4kg5kg,各木块与木板之间动摩擦因数相同,最初,木板静止,各个木块分别以速度v1=1m/s......v5=5m/s同时开始向右运动,最后,诸木块均未从木板上掉下来.求此过程中木块3的速度最大值和最小值.[注

6、:木板上的木块从左到右依次为123453的最大速度就是系统最终的速度。而在运动过程中，3先减速，达到与板相对静止时，由于板在4、5的摩擦力作用下还在加速，所以又带动3加速，所以当3与板相对静止时速度最小。