Question

高一物理：有一个质量为M=4kg,长为L=3m的木板，用水平外力F=8N向右拉木板，木板以v0=2m/s的速度在地面上…

高一物理：有一个质量为M=4kg,长为L=3m的木板，用水平外力F=8N向右拉木板，木板以v0=2m/s的速度在地面上匀速运动。某一时刻将质量为m=1kg的铁块轻轻放在木板最右端，不计铁块和木板之间的摩擦，小铁块可视为质点，g=10m/s^2，求 铁块经过多长时间将离开木板。 先在此谢过，辛苦~~~

Answer 1

在放上铁块之前，木板匀速向右运动，拉力=地面对木板的摩擦力：
F=μMg
地面与木板之间的摩擦系数μ=F/(Mg)=8/(4*10)=0.2

轻轻放上铁块之后，摩擦力f=μ(M+m)g=0.2*（4+1）*10=10N
木板开始减速运行：减速度a=(f-F)/M=(10-8)/4=0.5m/s^2
减速运动的最大距离X0=v0^2/(2a)=2^2/(2*0.5)=4m＞木板长度
最大滑行时间：t0=v0/a=2/0.5=4s
铁块与木板之间没有摩擦，所以铁块相对大地没有运动，铁块相对木板的运动距离即木板相对大地的运动距离等于木板长度=3m
3=v0t-1/2at^2
3=2*t-1/2*0.5*t^2
t^2-8t+12=0
(t-2)(t-6)=0
t=6＞t0=4舍去，所以t=2
小铁块经过2s离开木板

Answer 2

因为不计铁块和木板之间的摩擦，所以铁块轻轻放到木板最右端后，铁块相对地面静止。铁块放上后木板的位移S=L=3m 时，铁块离开木板。
原匀速,F=f=uMg...........................................................................<1>
铁块放上后,f'=u(M+m)g................................................................<2>
两式相比，得
f'=(M+m)F/M=(4+1)*8/4=10N
a=(F-f')/M=(10-8)/4=0.5m/s^2
L=Vo*t-(1/2)at^2
3=2t-0.5*0.5*t^2
t=2s