如图，小木箱abcd的质量M=0.18kg，高L=0.2m，其顶部离挡板E的距离h=0.8m，在木箱内放有-个质量为m=
如图，小木箱abcd的质量M=0.18kg，高L=0.2m，其顶部离挡板E的距离h=0.8m，在木箱内放有-个质量为m=0.02kg的小物体P，设想对木箱施加-个竖直向上恒力F的作用，使其由静止开始向上做匀加速运动，木箱和挡板碰后立刻停在挡板处，为使小物体P不会和木箱顶ad相碰，求恒力F的取值围．（g=10m/s2）
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解题思路：木箱和小物体先一起由静止开始向上做匀加速运动过程，根据动能定理或根据牛顿第二定律和运动学公式求出与挡板E碰撞前的速度，木箱与挡板碰撞后P向上做竖直上抛运动，根据运动学公式求出P刚好与箱顶相撞时的初速度，联立即可求解．
木箱和小物体一起由静止做匀加速运动过程，设箱与挡板碰撞前瞬间的速度大小为v．
根据动能定理得：[F-（M+m）g]h=
1
2(M+m)v2-0 ①
木箱与挡板碰撞后物块P做竖直上抛运动，若P刚好与箱顶相撞时，则有
0-v2=-2gL ②
联立①②得 F=2.5N
又要拉动箱子，F应满足：F＞（M+m）g=2N
故为使小物体P不会和木箱顶ad相碰，恒力F的取值围是2N＜F＜2.5N．
答：为使小物体P不会和木箱顶ad相碰，恒力F的取值围是2N＜F＜2.5N．
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位移的关系．
考点点评： 本题是动能定理与运动学公式综合应用问题，关键要分析临界情况，即物体P刚好与箱顶相撞的情况．
1年前
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