(1)F至少为10N
(2)9.5m/s
本题考查力与运动的结合,首先以整体为研究对象,求得加速度后根据运动学公式求解位移和速度,当m脱离小车后两个物体的受力都会发生变化,再次进行受力分析后根据牛顿第二定律和运动学公式求解,具体步骤如下
假设M、m一起向前加速,则加速度a为:
由
得:
以m为研究对象,加速度由静摩擦力提供,最大值为
由
得:
因
,故M、m不可能一起向前加速,m将在M上滑动
以m为研究对象,受力如图:
,
,可得
以M为研究对象,受力如图
得
,设m滑下M时所用时间为t,则
解得
此时小车的速度
M滑下后车的加速度
3s时车的速度