题目内容
（12分）如图所示，车厢内的小桌上固定一光滑斜面，车厢的总质量为M（小球除外）、小球的质量为m，斜面倾角为a，车在水平推力F1作用下向右做匀加速直线运动，小球（视为质点）始终与车相对静止，小球距桌面的高度为h，离桌面边缘水平距离为L．车在运动过程中所受的阻力等于车对地面压力的k倍，重力加速度为g．
（1）求水平推力F1的大小；
（2）若M=l0kg，k=0．20，h=0．20m，L=0．30m，g= l0m／s2．当车速为v0 =15m／s时，撤去推力F1同时对车施加水平向左的拉力F2（如虚线所示），小球立即离开斜向右飞去．为使小球在运动中不碰到桌子，所加拉力F2应满足什么条件？
【答案】
（1）
（2）
【解析】（1）取车厢整体为研究对象（含小球），由牛顿第二定律得
（2分）
取小球为研究对象
（1分）
解得（2分）
（2）当车速度为
时，撤去力F1同时对车施加水平向左的拉力F2（如虚线所示）后，小球立即离开斜面向右做平抛运动，而小车作匀减速运动设其加速度大小为a。
对小球，设自开始平抛到下落h=0.2m时，所用时间为t，水平运动的距离为x，
则
（2分）
对车，设车做匀减速运动的加速度a=a1时，小球在运动中刚好不碰到桌子，
则有
（1分）
代入数据解得：
（1分）
为使小球在运动中不碰到桌子，车做匀减速运动的加速度应满足
（1分）
对小车（不包括小球），由牛顿第二定律得
（1分）
代入数据解得：（1分）
（用相对运动求解正确同样给分）
练习册系列答案
阅读快车系列答案
相关题目
如图所示，有些地区的铁路由于弯多、弯急，路况复杂，依靠现有车型提速的难度较大，铁路部门通过引进摆式列车来解决转弯半径过小造成的离心问题，摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车．当列车转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜，使得车厢受到的弹力FN与车厢底板垂直，FN与车厢重力的合力恰好等于向心力，车厢没有离心侧翻的趋势（车轮内缘还要受到外轨侧向的弹力），当列车行走在直线上时，车厢又恢复原状，就像玩具“不倒翁”一样．它的优点是能够在现有线路上运行，无需对线路等设施进行较大的改造．运行实践表明：摆式列车通过弯道的速度可提高20%---40%，最高可达50%，摆式列车不愧为“曲线冲刺能手”．假设有一超高速摆式列车在水平面内行驶，以360Km/h的速度转弯，转弯半径为2Km，则质量为50Kg 的乘客在拐弯过程中所受到的火车给他的作用力约为（ ）
如图所示，有些地区的铁路由于弯多、弯急、路况复杂，依靠现有车型提速的难度较大，铁路部门通过引进摆式列车来解决转弯半径过小造成的离心问题，摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车．当列车转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜，当列车行走在直线上时，车厢又恢复原状，就像玩具“不倒翁”一样．它的优点是能够在现有线路上运行，无需对线路等设施进行较大的改造．运行实践表明：摆式列车通过弯道的速度可提高20%-40%，最高可达50%，摆式列车不愧为“曲线冲刺能手”．假设有一超高速摆式列车在水平面内行驶，以360km/h的速度转弯，转弯半径为2Km，则质量为50kg的乘客在拐弯过程中所受到的火车给他的作用力约为（ ）
=0 .20。在车厢A的正前方轨道上放着车厢B，且A的总质量（不包括小物块）与车厢B的质量相等，两车厢碰撞挂接后连在一起，假设此后它们始终以共同的速度匀速前进（取g=10m/s2）