如图所示,一辆平板汽车上放一质量为m的木箱,木箱与汽车车厢底板左端距离为L,汽车车厢底板距地面高为H,木箱用一根能承受最

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  • 解题思路:(1)隔离对木箱分析,抓住木箱与汽车的加速度相等,结合牛顿第二定律求出汽车的最大加速度.

    (2)根据牛顿第二定律求出木箱的加速度,抓住汽车和木箱的位移之差等于L,结合匀变速直线运动的位移时间公式求出木箱在汽车上的运动时间,木箱离开汽车做平抛运动,结合高度求出木箱平抛运动的时间,从而得出开始加速后,汽车落到地面所需的时间.

    (1)设木箱与车厢底板的最大静摩擦力为fm,汽车以加速度a启动时,细绳刚好不被拉断,以木箱为研究对象,

    根据牛顿定律可得:Fm+fm=ma…①

    而:fm=μmg…②

    由以上两式可解得:a=

    Fm

    m+μg…③

    (2)当汽车加速度为a1时,细绳将被拉断,木箱与车厢底板发生相对滑动,设其加速度为a2,则:μmg=ma2…④

    设经过t1时间木箱滑出车厢底板,则应满足:(v0t1+

    1

    2a1

    t21)−(v0t1+

    1

    2a2

    t21)=L…⑤

    木箱离开车厢底板后向前平抛,经时间t2落地,则:H=

    1

    2g

    t22…⑥

    而:t=t1+t2…⑦

    由④~⑦可得:t=

    2L

    a1−μg+

    2H

    g…⑧

    答:(1)汽车的最大加速度a=

    Fm

    m+μg.

    (2)从开始加速后,经t=

    2L

    a1−μg+

    2H

    g木箱落到地面上.

    点评:

    本题考点: 牛顿第二定律;加速度.

    考点点评: 解决本题的关键知道绳子断裂后,木箱先在汽车上做匀加速直线运动,然后在空中做平抛运动,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.