Question

（12分）如图11所示，质量为M＝8千克的小车放在光滑的水平面上，在小车右端加一水平恒力F＝5N，当小车向右运动的速度达到1.5米/秒时，在小车最右端轻轻地放上一个大小不计的质量为m＝2千克的小物块，物块与小车的动摩擦因素是0.2，小车足够长，求从小物块放上小车经过1.5秒，小物块相对于地的位移是多少？（g=10米/秒²）

	图11

 

Answer 1

（12分）

【解析】轻轻放上小物块后的一段时间内，由于m和M的速度不同（v_物＞v_物）故小物块相对车向左运动，受到向右的摩擦力F_f=μmg，其加速度为a₁=μg=2m/s²，小车受到向左的摩擦力，其加速度为a₁=（F—μmg）/M=1/8m/s²。当小物块和小车速度相等时，两者将保持相对静止。设这段运动时间为t₁ ，则a₁t₁=V₀+a₂t₂        解得：t₁=0.8s    小物块运动位移为: s₁ =1/2a₁t₁²=0.64m

0.8S后小物块和小车以共同的加速度和相同初速度运动,时间为t₂=0.7S,a₃=F/(M+m)=0.5m/s²,

小物块运动位移为s₂= a₁ t₁ t₂+1/2a₃t₂²=1.24m       小物块总位移为:S=s₁+s₂=1.88m.