Question

【题目】如图所示，一质量M=3kg的足够长的小车停在光滑水平地面上，另一木块m=1kg，以v0=4m/s的速度冲上小车，木块与小车间动摩擦因数=0．3，g=10m/s2，求经过时间t=2．0s时：

（1）小车的速度大小v；

（2）以上过程中，小车运动的距离x；

（3）以上过程中，木块与小车由于摩擦而产生的内能Q．

Answer 1

【答案】（1）1m/s （2）1．5m （3）6J

【解析】试题分析：（1）木块的加速度am=μg=3m/s2

小车的加速度：

两者速度相等时：v=v0-amt1=aMt1

解得：t1=1s，v=1m/s

此后小车和木块共同匀速运动，则t=2．0s时小车的速度大小v=1m/s

（2）小车加速阶段的位移为：x1＝aMt12=×1×12=0．5m

匀速运动的时间t2=t-t1=1s

小车匀速阶段的位移为：x2=vt2=1×1=1m

2s内小车运动的距离x=x1+x2=1．5m

（3）速度相等前，木块的位移：

木块和小车的相对位移为：△x=x′-x1=2m木块与小车由于摩擦而产生的内能：Q=f△x=μmg△x=6J