
(1)恒力F作用的这1 s内小物体A的加速度为多大?位移为多大?
(2)作用力F的大小;
(3)A压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能Ep;
(4)试分析判断在F撒去后,小物体能否与滑板相分离?若能,分离后物体和滑板的速度各为多大?若不能,小物体将停止在滑板上的什么位置?

(1)恒力F作用的这1 s内小物体A的加速度为多大?位移为多大?
(2)作用力F的大小;
(3)A压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能Ep;
(4)试分析判断在F撒去后,小物体能否与滑板相分离?若能,分离后物体和滑板的速度各为多大?若不能,小物体将停止在滑板上的什么位置?
解:(1)用字母B表示滑板,在这1 s内滑板B和小物体A均向左做匀加速运动,对A有aA=μg=0.2×10=
sA=
aAt2=
×2×12=
(2)这1 s内滑板B的位移为sB=sA+L=1+1=2m
对B有sB=
aBt2 aB=
=4 m/s2
F-μmg=MaB
则F=28N
(3)撤去水平力F时,A,B的速度
vAO-aAt=
当A、B速度相等时弹簧的弹性势能最大,根据动量守恒有mvAO+MvBO=(m+M)v
则v
m/s
所以Ep=
(m+M)v2=3 J
(4)撤去F后,当弹簧恢复原长过程中,A,B动量,能量守恒
mvAO+MvBO=mvA+MvB
![]()
所以vA=5m/s vB=3m/s
之后A做减速运动,B做加速运动,没它们达到
共同速度v′
根据动量守恒可知v′=v=
m/s
由动能定理有-μmgsA=
Mv′2![]()
μmgsB=
Mv′2-
M
所以sA=
m sB=
m
Δs=sA-sB=
=0.75 m
因此两者不会分离,小物体将停在距C点0.75m处.