如图所示,质量m0=8kg的小车放在光滑的水平面上,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1.5m/s

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  • 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:a1t10+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

    ∴x21(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.

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