如圖所示,卡車(chē)A上放有一塊木板B,木板與卡車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.5,木板質(zhì)量m=100kg.木板右側(cè)壁(厚度不計(jì))到左端的距離d=2m,到駕駛室距離D=4m.一質(zhì)量與木板相等的貨物C(可視為質(zhì)點(diǎn))放在木板的左端,貨物與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.1.現(xiàn)卡車(chē)、木板及貨物整體以V0=10m/s的速度勻速行駛在平直公路上。某時(shí)刻,司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方有交通事故后以a=-5m/s2的恒定加速度剎車(chē),直到停下。司機(jī)剎車(chē)后瞬間,貨物相對(duì)木板滑動(dòng),木板相對(duì)卡車(chē)靜止.貨物與木板右側(cè)壁碰撞后粘在一起,碰撞時(shí)間極短。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g取10m/s2.
這段話(huà)里給出如下信息：
第一，“司機(jī)剎車(chē)后瞬間,貨物相對(duì)木板滑動(dòng),木板相對(duì)卡車(chē)靜止.”這就是板塊模型問(wèn)題，模板相對(duì)卡車(chē)靜止，也就是勻減速，貨物相對(duì)木板滑動(dòng)，也就是貨物的加速度要比木板的小
第二，“貨物與木板右側(cè)壁碰撞后粘在一起,碰撞時(shí)間極短?！边@里是完全非彈性碰撞模型----碰撞之后共速
第三，"木板與卡車(chē)間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.5，貨物與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.1，"也就是沒(méi)有外力作用，之后三種常見(jiàn)力，貨物的加速度一定不大于木板的加速度
第四，"貨物與木板的質(zhì)量都是m=100kg,重力加速度g取10m/s2",加上水平面，就可以計(jì)算出重力，支持力和滑動(dòng)摩擦力，以及各自的加速度
第五，“現(xiàn)卡車(chē)、木板及貨物整體以V0=10m/s的速度勻速行駛在平直公路上。某時(shí)刻,司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方有交通事故后以a=-5m/s2的恒定加速度剎車(chē),直到停下。”也就是卡車(chē)、木板和貨物的初速度為V0=10m/s，卡車(chē)與木板的加速度為a=-5m/s2
第六，“木板右側(cè)壁(厚度不計(jì))到左端的距離d=2m,到駕駛室距離D=4m”，這里給了兩個(gè)距離，應(yīng)該是木板可以相對(duì)卡車(chē)的位移和木板長(zhǎng)度，也就是貨物相對(duì)木板的最大位移
求:
(1)在剎車(chē)過(guò)程中,貨物與木板右側(cè)壁碰撞前,貨物的加速度大小:
單純的求解加速度，而且題目中的條件里有“貨物相對(duì)木板滑動(dòng)”這一條件，也就是貨物與木板之間的摩擦力是滑動(dòng)摩擦力，那么受力分析和牛頓第二定律就可以解決這一問(wèn)了
因此，解題步驟
第一步，對(duì)物體受力分析，表示出滑動(dòng)摩擦力
第二步，根據(jù)牛頓第二定律，表示出加速度與合理關(guān)系
第三步，求出加速度大小
這一問(wèn)比較簡(jiǎn)單，比較像是高一時(shí)的問(wèn)題。
(2)在剎車(chē)過(guò)程中,貨物與木板右側(cè)壁碰撞前,木板受到卡車(chē)的摩擦力大小:
根據(jù)題目給的條件“木板相對(duì)卡車(chē)靜止”，也就是木板與卡車(chē)間的摩擦力是靜摩擦力，也就是木板與卡車(chē)的速度相同、加速度相同，而卡車(chē)的加速度為a=-5m/s2,也就是卡車(chē)加速度大小也是5m/s2,方向與速度方向相反！
再根據(jù)第一問(wèn)可以知道，還受著貨物對(duì)木板的滑動(dòng)摩擦力，摩擦力方向向前，所以可以根據(jù)牛頓第二定律求出木板與卡車(chē)之間的摩擦力大小
因此，解題步驟
第一步，對(duì)木板受力分析，求出合力的表達(dá)式
第二步，根據(jù)牛頓第二定律，列出表達(dá)式
第三步，求出木板所受卡車(chē)的摩擦力大小
這一問(wèn)難度也不大，屬于中等生都可以做對(duì)的
(3)木板最終是否會(huì)與駕駛室相碰?如果不會(huì),最終木板右側(cè)與駕駛室相距多遠(yuǎn)?
這一問(wèn)“是否會(huì)”這三個(gè)字一出現(xiàn)，就知道是一個(gè)判斷性問(wèn)題，這類(lèi)問(wèn)題的一般性解法就是假設(shè)法！
因此，可以假設(shè)會(huì)相撞，也可以假設(shè)不會(huì)相撞！
相撞的意思是木板與卡車(chē)相對(duì)位移為D=4m時(shí)速度不為零！如果不相撞，那就是相對(duì)靜止時(shí)位移不大于D=4m！----速度相等時(shí)只能是追上，不是撞上！
所以，這里就需要求這個(gè)過(guò)程中，木板如何運(yùn)動(dòng)！
最初木板與卡車(chē)相對(duì)靜止，以較大的加速度減速，貨物的加速度較小，所以會(huì)在木板的右端與木板碰撞，然后共速，這時(shí)木板的速度就大于卡車(chē)的速度，木板與卡車(chē)相對(duì)運(yùn)動(dòng)！但碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，那么必然要知道碰撞之前木板的速度，所以就要求貨物運(yùn)動(dòng)到木板右端的時(shí)候木板的速度，也就是要判斷木板是否停下來(lái)了，又要用假設(shè)法！
因此，解題步驟
第一步，假設(shè)貨物追上木板時(shí)木板還沒(méi)有停下，則根據(jù)條件和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律計(jì)算出t1=1s
第二步，計(jì)算此時(shí)木板的速度V1=5m/s＞0，假設(shè)成立，即貨物追上木板時(shí)木板的速度為5m/s?
第三步，根據(jù)速度時(shí)間公式，計(jì)算出此時(shí)貨物的速度V2
第三步，根據(jù)碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，建立關(guān)系式，求出碰后木板與貨物的速度V3
第四步，根據(jù)牛頓第二定律，計(jì)算此時(shí)木板與貨物的加速度
第五步，假設(shè)木板沒(méi)有與駕駛室相碰，因?yàn)閂3＞V1即木板速度大于卡車(chē)速度，但減速的加速度相同，所以卡車(chē)先停下！
第六步，計(jì)算出碰撞后到停下卡車(chē)運(yùn)動(dòng)的位移X1
第七步，計(jì)算出木板碰撞到停下所運(yùn)動(dòng)的位移X2,根據(jù)X1+D＞X2可知，木板沒(méi)有追上卡車(chē)駕駛室，假設(shè)成立
第八步，所以，木板最終沒(méi)有與駕駛室相碰！
