题目内容

(12分)如图,质量M=8kg的小车停放在光滑水平面上,在小车右端施加一水平恒力F1=16N,当小车向右运动速度达到3m/s时,在小车的右端轻放一质量为m=2kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.4,假定小车足够长,,问:

(1)小物块刚放上小车时,小物块及小车的加速度各为多大?
(2)经过多长时间物块停止与小车的相对运动?
(3)小物块从放在车上开始经过t0=3s所通过的位移是多少?
(4)达到相同速度时,若水平恒力立即变为F2=25N,请通过计算说明物块会从小车左端掉下吗?

(1)a1=4m/s、a2=1m/s(2)t1= 1s (3)13.2m  (4)不会从左端掉下来

解析试题分析:(1)对物块:μmg=ma1,得a1=4m/s2 (1分)
对小车:F-μmg=Ma2,得a2=1m/s2         (1分)
(2)物块在小车上停止相对滑动时,速度相同
则有:a1t10+a2t1          (1分)
得t1= 1s         (1分)
(3)t1物块位移x1==2m       (1分)
t1时刻物块速度υ1=a1t1=4m/s       (1分)
t1后M、m有相同的加速度,对M、m整体有:F=(M+m)a3,得a3=1.6m/s2    (1分)
则x21(t-t1)+=11.2m       (1分)
则3S内物块位移x=x1+x2=13.2m        (1分)
(4)两者恰好不发生相对滑动时,对m有:
      (1分) 
对整体有:         (1分)
由于F2<F0,故不会从左端掉下来。     (1分) 
考点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系

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