题目内容
【题目】如图所示，质量
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
。当向右运动的速度达到
时，有一物块以水平向左的初速度
滑上小车的右端。小物块的质量
，物块与小车表面的动摩擦因数
。设小车足够长，重力加速度g取
。
（1）物块从滑上小车开始，经过多长的时间速度减小为零？
（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。
（3）物块在小车上相对小车滑动的过程中，小车和物块组成的系统机械能变化了多少？
【答案】（1）
；（2）
；（3）
【解析】试题分析：（1）设物块滑上小车后，做加速度为
的匀变速运动，经过时间
速度减为零，根据牛顿第二定律得：
，又
解得
，
。
（2）小车做加速度为
的匀加速运动，根据牛顿第二定律：
，解得
设经过
物块与小车具有共同的速度
，物块对地的位移为
，小车运动的位移为
，取向右为正方向，则对物块：
，
对小车：
，
联立解得：
，
。
（3）系统产生的内能：
拉力对系统做的功：
小车和物块组成的系统机械能变化：
。
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