解题思路:(1)分别对滑块和平板车进行受力分析,它们都只受到滑动摩擦力的作用,根据牛顿第二定律求出各自加速度,物块在小车上停止相对滑动时,速度相同,即可以求出时间;(2)滑块做匀减速运动,平板车做匀加速运动,当它们速度相等时一起向右做匀速运动,分别求出两个运动的位移即可解题.(3)当物块与小车速度相等时,物块没有离开小车,以后就不会离开,求出此时小车的位移,小车长度等于小车的位移减去物块的位移.
(1)对物块:μmg=ma1
∴a1=μg=2m/s2
对小车:F-μmg=m0a2
∴a2=0.5m/s2
物块在小车上停止相对滑动时,速度相同
则有:a1t1=υ0+a2t1
∴t1=
υ0
a1−a2=
1.5
2−0.5s=1s
(2)经过时间t1物块位移x1=
1
2a1
t21=1m
t1时刻物块速度υ1=a1t1=2m/s
t1后,m0、m有相同的加速度,对M,m 整体有:F=(m0+m)a3
∴a3=0.8m/s2
∴x2=υ1(t-t1)+
1
2a3(t−
t 1)2=2.4m
∴2S内物块位移x=x1+x2=3.4m
(3)当物块与小车速度相等时,物块没有离开小车,以后就不会离开,则
速度相等时,小车的位移为:s1=
v0+v
2t1=1.75m
小车的最小长度L=s1-x1=0.75m
答:(1)经多1s物块停止在小车上相对滑动;
(2)小物块从放在车上开始,经过t=2.0s,通过的位移是3.4m.
(3)要使物块始终没有离开小车,小车至少0.75m长.
点评:
本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
考点点评: 该题是相对运动的典型例题,要认真分析两个物体的受力情况,正确判断两物体的运动情况,再根据运动学基本公式求解,难度适中.