题目内容

如图所示,平板车长为L,质量为m,上表面距离水平地面高为h,以速度v0向右做匀速直线运动,A、B是其左右两个端点.从某时刻起对平板车施加一个方向水平向左的恒力F,与此同时,将一个小球轻放在平板车上的P点(小球可视为质点,放在P点时相对于地面的速度为零),,经过一段时间,小球脱离平板车落到地面.已知小球下落过程中不会和平板车相碰,所有摩擦力均忽略不计.求

(1)小球从离开平板车开始至落到地面所用的时间.

(2)小球落地瞬间,平板车的速度大小.

答案:
解析:

  (1)小球离开小车后作自由落体运动,设下落时间为t,则h=gt 1分

  解得t= 1分

  (2)分两种情况讨论:

  ()平板车向右做匀减速运动的某一时刻,小球从左端A离开车.

  当小球在车左端时,车向右的位移S1= 1分

  车向左的加速度a= 1分

  车向右的速度v1= 1分

  小球离开车的左端后做自由落体运动,当小球落地瞬间,车的速度v2=v1-a 1分

  联立解得车的速度v2= 1分

  (>0,车向右做匀减速运动;<0,车向左做匀加速运动)

  ()平板车先向右做匀减速运动,然后向左做匀加速运动的某一时刻,小球从右端B离开车.

  当小球在车右端时,车向左的位移 S2= 1分

  车向左的加速度仍 a= 1分

  车向左的速度 v3= 1分

  小球离开车的右端后做自由落体运动,当小球落地瞬间,车向左的速度 v4=v3+at 1分

  联立解得车向左的速度 1分


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