如图所示,质量M=8kg小车放在光滑的水平面上,在小车右端施加一水平恒力F=8N.当小车向右运动的速度达到v0=3m/s

如图所示,质量M=8kg小车放在光滑的水平面上,在小车右端施加一水平恒力F=8N.当小车向右运动的速度达到v0=3m/s时,在小车右端轻放一质量m=2kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,物块始终不离开小车.g取10m/s2.求:小车至少多长?
粉饰心情 1年前 已收到1个回答 举报

月亮上的沙粒儿 幼苗

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解题思路:分别对滑块和平板车进行受力分析,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,根据运动学基本公式即可以求出时间.通过运动学公式求出位移.

根据牛顿第二定律,对物体有:
μ FN=ma1
FN-mg=0
代入数据解得:a1=μg=0.2×10=2m/s2
对小车有:F-μ FN=Ma2
解得:a2=
F−μmg
M=
8−0.2×2×10
8m/s2=0.5 m/s2
经过时间t,物体和车的速度相等,物体的速度为:v1=a1t
车的速度为:v2=v+a2t
v1=v2
代入数据解得:t=2s
在2s内小物块前进的位移为:x1=
1
2a1t2=
1
2×2×22m=4m
小车前进的位移为:x2=v0t+
1
2a2t2=3×2+
1
2×0.5×22=7m
两者的相对位移为:△x=x2-x1=7m-4m=3m
故小车至少3m
答:小车至少3m长物块才不会掉下.

点评:
本题考点: 牛顿运动定律的综合应用;匀变速直线运动的速度与时间的关系.

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.

1年前

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