Question

【题目】如图所示，质量M＝10kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端施加一水平推力F＝10N，当小车向右运动的速度达到7m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计、质量为m＝2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ＝0.2，小车足够长g取10m/s2，则：

(1)放上小物块后，小物块及小车的加速度各为多大；

(2)经多长时间两者达到相同的速度；

(3)从小物块放上小车开始，经过t＝8s小物块通过的位移大小为多少？

Answer 1

【答案】(1)2m/s2，0.6m/s2；(2)5s；(3)58.75m。

【解析】

(1)放上小物块后，小物块受到向右的滑动摩擦力，则物块的加速度为

am＝＝μg＝2m/s2

小车受到向左的滑动摩擦力以及向右的推力F，则小车的加速度

aM＝＝0.6m/s2

(2)速度相等时，由

amt＝v0+aMt

得

t＝5s

(3)在开始5s内小物块的位移

s1＝amt2＝25m

最大速度

v＝amt＝10m/s

在接下来的3s物块与小车相对静止，一起做加速运动且加速度

a＝＝m/s2

这3s内的位移

s2＝vt′+at′2＝33.75m

经过t＝8s小物块通过的总位移

s＝s1+s2＝58.75m