题目内容
如图所示,质量为M=8kg的小车放在光滑水平面上,在小车右端加一水平恒力F=8N。当小车向右运动的速度达到v0=3m/s时,在小车右端轻轻放上一质量m=2kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,物块始终不离开小车,从小物块放在小车上开始计时,经过3s时间,摩擦力对小物块做的功是多少?
(g取10m/s2)
解:(1)由牛顿定律可知物块放上小车后加速度为:
……2分
小车加速度为:
…………………………2分
又据运动学公式得:
………………………2分;
进而由
得:
…………………………1分
可见,物块放上小车2s后就一起运动。
设前2s时间为t,后1s时间为
,则物块在时间t内做加速度为a1的匀加速运动,在时间
内同小车一起做加速度为a3的匀加速运动。以二者所成系统为研究对象,根据牛顿运动定律,由
……………………1分
得:
……………………………1分
又据运动学公式得,物块3s末的速度为:
………2分
故摩擦力对物块做功为:
……………………………2分
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