Question

关于动能和动量的物理题 加急！！！！！！！！！！！！

质量为m=1kg的小铁块放在质量为M=5kg的长木板的最左端，长木板放在光滑水平桌面上。小铁块和长木板之间的动摩擦因数μ=0.1，长木板的长度L=2m，系统处于静止状态。为使小铁块从长木板右端离开，给小铁块施加作用时间t=2s，水平向右的恒定外力F。取g=10m/s2，求F至少多大。
到星期二才能从老师那里得到答案啊，我再看看，但是都谢谢啦！！！你们物理都好厉害啊！！

Answer 1

从题意知，当F取最小值，力F作用时间2秒时，铁块速度设为V1，木板速度是V2，铁块到达木板最右端时它们有相同的速度，设为V ，则
铁块与木板间的滑动摩擦力大小是 f＝μ*mg＝0.1*1*10＝1牛顿
对m ，在时间 t 内，(F－f)* t ＝m*V1 ，铁块位移S1＝（V1/ 2)*t ＝(F－f)* t^2 /(2 m)
对木板，f *t ＝M*V2 ，
在撤去力F后，它们的总动量守恒，有 m*V1＋M*V2＝（m＋M）*V
(F－f)* t＋f *t ＝（m＋M）*V .
即 F* t ＝（m＋M）*V...............................................方程1
从能量关系得 F*S1－f*L＝0.5*（m＋M）*V^2
即 F*(F－f)* t^2 /(2 m)－f*L＝0.5*（m＋M）*V^2.........方程2 （f*L对应总的发热量）
所以 F*2＝（1＋5）*V
F*（F－1）*2^2 / (2*1)－1*2＝0.5*（1＋5）*V^2
求得最小值是 F＝12 / 5＝2.4牛顿

Answer 2

要从木板右端离开，说明铁块的速度要比木板的大，临界条件就是相等，但有一点是肯定的那就是铁块相对地面的位移和木板对地面的位移之差是木板的长度L=2m
摩擦力f=umg=1N （ F-f）*t=mv1，f*t=M*v2，考虑临界条件，即离开的时候二者的速度相同为v
动量守恒知mv1+M*v2=（M+m）*v
求位移：
对木板s2=v^2/2a2，a2=ug/5
对铁块s1=v1*t/2+(v1^2-v^2)/2ug
s2-s1=L
联立以上方程：解得5F²-6F-6=0
这个好像不是整数，自己解吧，方法思路就是这样的，希望对你有所帮助

Answer 3

用牛顿定律可以解啊 F=2.2N 用位移差为2m就可以了