如图质量M=8㎏的小车放在光滑水平面上,在小车右端施加一水平恒力F=8N.当小车向右运动速度达到3m/s时,在小车的右端轻轻放上一质量m=2kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小物块始终不离开小车,问:(1)小车至少要多长?(2)从小物块放在小车上开始计时,经过3s时间,摩擦力对小物块做的功Wf和拉力F对小车做的功WF分别是多少?(g取10m/s2)

问题描述:

如图质量M=8㎏的小车放在光滑水平面上,在小车右端施加一水平恒力F=8N.当小车向右运动速度达到3m/s时,在小车的右端轻轻放上一质量m=2kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小物块始终不离开小车,问:

(1)小车至少要多长?
(2)从小物块放在小车上开始计时,经过3s时间,摩擦力对小物块做的功Wf和拉力F对小车做的功WF分别是多少?(g取10m/s2

(1)根据牛顿第二定律得,物块的加速度a1=μmgm=μg=2m/s2,小车的加速度a2=F−μmgM=8−0.2×208m/s2=0.5m/s2.设经过t时间小物块与小车的速度相同,有:a1t=v0+a2t解得t=v0a1−a2=32−0.5s=2s.此时物块的...
答案解析:(1)分别对滑块和平板车进行受力分析,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,从而求出小车的最小长度;
(2)先求出物块3s末的速度,对木块运用动能定理即可求解摩擦力做功,求出小车3s内的位移,根据恒力做功公式即可求解.
考试点:动能定理的应用;匀变速直线运动的位移与时间的关系;牛顿第二定律.
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.