

解:(1)分别对物块和木板受力分析并建立如图所示的直角坐标系,
对木块M:G
1=Mg,则:F
1=Mgcosθ,
又:M在Y轴方向受力平衡,
所以F
3=F
1=Mgcosθ.
又:f=μ
0F
1=μ
0Mgcosθ
对板m:因为静止,所以X、Y方向分别受力平衡:
X轴方向:F
5=G
2sinθ=mgsinθ;f=μ
0Mgcosθ;
所以:mgsinθ=μ
0Mgcosθ;
得:

(2)设物块M的加速度为a
0,物块Y方向合力为零,所以合力即为X轴上的合力:
X轴方向:F
2=G
1sinθ=Mgsinθ;f=μ
0Mgcosθ;
所以:F
合=F-Mgsinθ-μ
0Mgcosθ
由牛顿第二定律:F=ma得:
F-Mgsinθ-μ
0Mgcosθ=Ma
0
即:a
0=

又:

带入数据得:
联立解得:

(3)设物块在板上滑行的时间为t
1,板的加速度为a,

对板有:Y方向合力为零,所以合力即为X方向的合力:
X轴方向:f=μ
1Mgcosθ;f
1=μ
2(M+m)gcosθ;F
5=G
2sinθ=mgsinθ
所以:F
合=μ
1Mgcosθ-mgsinθ-μ
2(M+m)gcosθ
由牛顿第二定律:F=ma得:
μ
1Mgcosθ-mgsinθ-μ
2(M+m)gcosθ=ma①
且物块最终不滑离板的右端.说明物块和木板最终要达到相同的速度v:所以有:v=at
1②
①②联立解得

又设物块从板的左端运动到右端的时间为t
2,
则:


为使物块最终不滑离板的右端,必须满足 t
1≤t
2即

代入

解得:μ
1-2μ
2≥2tanθ
所以要使物块最终不滑离板的右端,μ
1与μ
2必须满足μ
1-2μ
2≥2tanθ
答:
(1)物块与板间动摩擦因数

.
(2)在(1)情形下,求物块在板上滑行所经历的时间

(3)若板与物块和斜面间均有摩擦,且M=m,某人以恒定速度

,竖直向下拉绳,物块最终不滑离板的右端.试求板与物块间动摩擦因数μ
1和板与斜面间动摩擦因数μ
2必须满足的关系为:μ
1-2μ
2≥2tanθ
分析:(1)物块沿板面由静止上滑过程中,板静止不动,可知板受力平衡,由受力平衡合外力为零可求得摩擦力,进一步可求得μ
0.
(2)物块沿板面由静止上滑过程中,板静止不动,物块上滑,其受力都为恒力,可知其做匀加速直线运动,由牛顿第二定律可求出加速度a,再由:

可求出需要的时间.
(3)物块最终不滑离板的右端.说明物块和木板最终要达到相同的速度v,表示出物块的加速度,求出其速度达到v用的时间t
1;临界条件是到达木板上端时恰好达到v,求出此时所需时间t
2,只需要让 t
1≤t
2即可.
点评:应用牛顿第二定律解题,关键是做好受力分析求出加速度,利用加速度把受力和物体的运动联系在一起.