(1)以m为研究对象进行分析,m在水平方向只受一个摩擦力f的作用,f=μmg,
根据牛顿第二定律知f=ma 1
a 1=μg=0.20×10m/s 2=2m/s 2
如图,
m从A点运动到B点,做匀加速直线运动,s AB=s 0-b=1.00m,
运动到B点的速度υ B为:
υ B=
2a 1 s AB =
2×2×1 m/s=2m/s
物块在平板车上运动时间为t 1=
v B
a 1 =
2
2 s=1s,在相同时间里平板车向前行驶的距离s 0=2.0m,则
s 0=
1
2 a 2 t 1 2 ,所以平板车的加速度 a 2 =
2s 0
t 1 2 =
2×2
1 =4 m/s 2
此时平板车的速度为 v 2=a 2t 1=4×1=4m/s
(2)m从B处滑落时,以υ B为初速度做平抛运动,落到C的水平距离为s 1,下落时间为t 2,
则 h=
1
2 gt 2 2
t 2 =
2h
g =
2×1.25
10 =0.5 s
s 1=v Bt 2=2×0.5m=1.0 m
对平板车M,在m未滑落之前,水平方向受二力作用,即F和物块对平板车的摩擦力f,二者方向相反,平板车加速度为a 2,由牛顿第二定律得:F-f=Ma 2
则有:F=Ma 2+f=(100×4+0.2×50×10)N=500N
当m从平板车的B点滑落以后,平板车水平方向只受F作用,而做加速度为
a 3的匀加速运动,由牛顿第二定律得:F=Ma 3即 a 3 =
F
M =5 m/s 2
在m从B滑落到C点的时间t=0.5s内,M运动距离s 2为 s 2 =v 2 t+
1
2 a 3 t 2 =2.625 m
物块落地时,落地点到车尾的水平距离s为
s=s 2-s 1=(2.625-1)m=1.625m
答:物块落地时,落地点到车尾的水平距离s为1.625m.