题目内容
如图所示,在水平长直轨道上,有一长度为
的平板车在外力的控制下始终保持速度
做匀速直线运动,某时刻将一质量为
的小滑块轻放到车面的中点,滑块与车面间的动摩擦因数为
,取g=10m/s2.
(1)当小滑块放上车面的同时,对小滑块施加一水平向右的恒力
,若要求小滑块不从车的左端掉下,
的大小应满足什么条件?
(2)若
,要保证小滑块不从车上掉下,
作用的时间应在什么范围内?(作为参考但不一定会用到的数据:
)
![]()
(1)小滑块刚到达车左端时与车速度相同,对应的力
最小,设这种情况下,小滑块从放上车至与车速度相等经历的时间为
,加速度为
,则
车在时间
内位移:
;
小滑块在时间
内位移![]()
,
,由以上几式可解得:
m/s2,由牛顿第二定律:
解得:
N,故
应满足的条件是:
N(6分)
(2)当
作用时间最短时,小滑块到达车左端时恰好与车速度相同,设
作用时间为
,对应的小滑块的加速度为
,此后滑块加速度为
,继续相对车滑行的时间为
,则:
,![]()
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