本实验考查牛顿第二定律,首先进行受力分析,得出加速度后根据运动学公式求解
(1)设小物块受到的摩擦力大小为f
f=0.2×1.0×10N=2N 方向水平向右 (3分)
(2)设小物块的加速度为a1,木板在恒力F作用下做匀加速直线运动时的加速度为a2,此过程中小物块的位移为s1,木板的位移为s2
则有:
(1分)
(2分)
对木板进行受力分析,如图所示,根据牛顿第二定律:F-f’=ma2,
则F="f’+ma2," 代入数值得出F=10N。 (3分)
(3)设撤去F时小物块和木板的速度分别为v1和v2,撤去F后,木板与小物块组成的系统动量守恒,当小物块与木板相对静止时,它们具有共同速度V共,
根据动量守恒定律得: mv1+Mv2="(m+M)" V共
(2分)
对小物块:根据动能定理:
对木板:根据动能定理:
代入数据:
(2分)
所以木板的长度至少为L=l+l'=
m≈1.7m (1分)