题目内容
【题目】如图所示,质量M=8.0kg的小车放在光滑的水平面上,给小车施加一水平向右的恒力F=8.0N。当向右运动的速度达到=1.5m/s时,有一物块以水平向左的初速度=1.0m/s滑上小车的右端,小物块的质量m=2.0kg,物块与小车表面的动摩擦因数μ=0.2,设小车足够长,取,各问最终计算结果均保留1位小数。
(1)物块从滑上小车开始,经过多次时间速度减小为零?
(2)求物块在小车上相对小车滑动的过程中,物块相对地面的位移大小;
(3)求整个过程系统生成的摩擦热。
【答案】(1)t1=0.5s(2)1.1m(3)Q=8.3J
【解析】
试题分析:(1)物块滑上小车后,做加速度为am的匀变速运动,根据牛顿第二定律μmg=mam
解得: am=2.0m/s2
设物块滑上小车后经过时间t1速度减为零,v0=amt1
解得:t1=0.5s
(2)小车做加速度为aM的匀加速运动,根据牛顿第二定律F-μmg=MaM
解得: aM==0.5m/s2
设物块向左滑动的位移为x1,根据运动学公式
x1=v0t1-amt=0.25m
当滑块的速度为零时,小车的速度V1为
V1=V0+aMt1=1.75m/s
设物块向右滑动经过时间t2相对小车静止,此后物块与小车有共同速度V,根据运动学公式,有 V=V1+aMt2=amt2
解得:V=m/s t2=s
滑块在时间t2内的位移为x2=amt=m
因此,滑块在小车上滑动的过程中相对地面的位移为
x=x2-x1=m≈1.1m
(3)t1时间内小车的对地位移
相对位移
t2时间内小车的对地位移
相对位移
摩擦热
解得Q=8.3J
练习册系列答案
相关题目