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    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    一质量M=0.2kg的长木板静止在水平面上，长木板与水平面间的滑动摩擦因数μ1=0.1，一质量m=0.2kg的小滑块以v0=1.2m/s的速度从长木板的左端滑上长木板，滑块与长木板间滑动摩擦因数μ2=0.4（如图所示）．求：
    （1）经过多少时间小滑块与长木板速度相同？
    （2）从小滑块滑上长木板到最后静止下来的过程中，小滑块滑动的距离为多少？（滑块始终没有滑离长木块）
    分析：（1）小滑块滑上长木板后，小滑块做减速运动，长木板做加速运动；对小滑块和长木板分别受力分析，求解各自的加速度，然后根据速度时间公式列式求解；
    （2）从小滑块滑上长木板到最后静止下来的全部过程中，长木板先加速后匀速，根据牛顿第二定律分别求出加速和减速的加速度，然后根据牛顿第二定律和运动学公式列式分析求解．
    解答：解：（1）小滑块受到的滑动摩擦力为f2，方向向左
    f2=μ2mg=0.8N，
    长木板受到小滑块给予的滑动摩擦力f2′，方向向右
    f2′=f2=0.8N
    长木板受地面的滑动摩擦力f1=μ1（m+M）g=0.4N．?
    f1方向向左，f2′＞f1，长木板向右加速，小滑块向右做减速运动，长木块的加速度为a1，小滑块加速度为a2，根据牛顿第二定律
    a1=μ2g=4m/s2，a2=
    0.8-0.4
    0.2
    =2m/s2，
    当小滑块与长木板的速度相等时，v0-a2t=a1t，
    所以t=0.2s
    即经过0.2s的时间小滑块与长木板速度相同．
    （2）由于小滑块与长木板相对静止，它们一起做匀减速运动，设共同加速度大小为a，一起做匀减速运动的距离为S2
    f1=μ1（m+M）g=（m+M）a
    故
    a=μ1g=1m/s2                                                     
    一起减速的初速度为木块加速运动的末速度，故减速的初速度为v=0.4m/s
    S2=
    v2
    2a 
    =0.08m                               
    设相对运动前小滑块运动的距离为S1
    S1=v0t-
    1
    2
    a2t2=0.16m                                                
    整个过程中，小滑块滑动运动的距离S
    S=S1+S2=0.24m    
    即从小滑块滑上长木板到最后静止下来的过程中，小滑块滑动的距离为0.24m．
    点评：本题关键是对两个物体的运动情况分析清楚，然后根据牛顿第二定律列式求解出各个运动过程的加速度，最后根据运动学公式列式求解．
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    （1）要使物块能够安全通过圆轨道的最高点D，求x的范围；
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    （2）小球和物块摆动过程中所能达到的最大高度；
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