如图所示,质量m0=8kg的小车放在光滑的水平面上,在小车右端加一水平恒力F=8N,当小车向右运动的速度达到1.5m/s时,在小车前端轻轻放上一个大小不计、质量m=2kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,物块始终没有离开小车,g取10m/s2,求:(1)小物块在小车上滑动的时间.(2)从小物块被放上小车开始,经过t=2s小物块通过的位移大小.(3)要使物块始终没有离开小车,小车至少多长?
问题描述:
如图所示,质量m0=8kg的小车放在光滑的水平面上,在小车右端加一水平恒力F=8N,当小车向右运动的速度达到1.5m/s时,在小车前端轻轻放上一个大小不计、质量m=2kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,物块始终没有离开小车,g取10m/s2,求:
(1)小物块在小车上滑动的时间.
(2)从小物块被放上小车开始,经过t=2s小物块通过的位移大小.
(3)要使物块始终没有离开小车,小车至少多长?
答
(1)对物块:μmg=ma1∴a1=μg=2m/s2对小车:F-μmg=m0a2∴a2=0.5m/s2物块在小车上停止相对滑动时,速度相同则有:a1t1=υ0+a2t1∴t1=υ0a1−a2=1.52−0.5s=1s(2)经过时间t1物块位移x1=12a1t21=1mt1时刻物块速...
答案解析:(1)分别对滑块和平板车进行受力分析,它们都只受到滑动摩擦力的作用,根据牛顿第二定律求出各自加速度,物块在小车上停止相对滑动时,速度相同,即可以求出时间;(2)滑块做匀减速运动,平板车做匀加速运动,当它们速度相等时一起向右做匀速运动,分别求出两个运动的位移即可解题.(3)当物块与小车速度相等时,物块没有离开小车,以后就不会离开,求出此时小车的位移,小车长度等于小车的位移减去物块的位移.
考试点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
知识点:该题是相对运动的典型例题,要认真分析两个物体的受力情况,正确判断两物体的运动情况,再根据运动学基本公式求解,难度适中.