如图甲所示,质量M=1.0kg的长木板A静止在光滑水平面上,在木板的左端放置一个质量m=l.0kg的小铁块B,铁块

如图甲所示,质量M=1.0kg的长木板A静止在光滑水平面上,在木板的左端放置一个质量m=l.0kg的小铁块B,铁块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,对铁块施加水平向右的拉力F,F大小随时间变化如图乙所示,4s时撤去拉力.可认为A、B间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取重力加速度g=10m/s2.求:(1)0~1s内,A、B的加速度大小aA、aB;(2)B相对A滑行的最大距离s;(3)0~4s内,拉力做的功W.
2026年09月28日 10:47
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(1)在0~1s内,AB两物体分别做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律可得:
μmg=MaA
F1-μmg=maB
代入数据得:aA=2m/s2;aB=4m/s2;
(2)当t1=1s后,拉力F2=μmg,铁块B做匀速运动,速度大小为v1,木板A仍做匀加速直线运动,又经过时间t2,速度与铁块B相等
v1=aBt1
又v1=aA(t1+t2)
解得:t2=1s;
设A、B速度相等后一起做匀加速直线运动,运动时间t3=2s,加速度为a,
F2=(M+m)a
a=1m/s2
木板A受到的静摩擦力f=Ma<μmg,AB一起运动
s=

1
2
aBt12+v1t2-
1
2
aA(t1+t2)2
代入数据得s=2m;
(3)时间t1内拉力做的功W1=F1x1=F1×
1
2
aBt12=12J
时间t2内拉力做功W2=F2x2=F2v1t2=8J;
时间t3内拉力做的功W3=F2x3=F2(v1t3+
1
2
at32)=20J;
4s内拉力做的功W=W1+W2+W3=40J
答:(1)0~ls内,A、B的加速度大小aA、aB;为2m/s2和4m/s2;(2)B相对A滑行的最大距离s为2m;(3)0~4s内,拉力做的功W为40J.