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匀变速直线运动的位移与时间的关系
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如图所示，质量为M=8kg的小车放在光滑水平面上，在小车右端施加一水平恒力F=8N，当小车向右速度达到v0=1.5m/s时，在小车的前端轻轻放上一个大小不计、质量m=2kg的物块（物块
网友投稿 2022-08-02 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示，质量为M=8kg的小车放在光滑水平面上，在小车右端施加一水平恒力F=8N，当小车向右速度达到v
0
=1.5m/s时，在小车的前端轻轻放上一个大小不计、质量m=2kg的物块（物块初速度为零），物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2，小车足够长，取g=10m/s
2
．求：
（1）物块刚放上小车时，物块和小车的加速度各为多少？
（2）从放上小车开始经过t=1.5s，物块通过的位移大小．
◎ 答案
（1）开始一段时间，物块相对小车滑动，两者间相互作用的滑动摩擦力的大小为F
f
=μmg=4N．物块在F
f
的作用下加速，加速度为：a
m
=
F
f
m
=2m/s
2
．
小车在推力F和f的作用下加速，加速度为：a
M
=
F-F
f
M
=0.5m/s
2
．
（2）初速度为υ
0
=1.5m/s，设经过时间t
1
，两者达到共同速度υ，则有：υ=a
m
t
1
=υ
0
+a
M
t
1
代入数据可得：t
1
=1s，υ=2m/s
在这t
1
时间内物块向前运动的位移为s
1
=
1
2
a
m
t
2
=1m．
以后两者相对静止，相互作用的摩擦力变为静摩擦力将两者作为一个整体，
在F的作用下运动的加速度为a，则：F=（M+m）a
得：a=0.8m/s
2
．
在剩下的时间t
2
=t-t
1
=0.5s时间内，物块运动的位移为：s
2
=υt
2
+
1
2
at
2
得：s
2
=1.1m．
可见小物块在总共1.5s时间内通过的位移大小为：s=s
1
+s
2
=2.1m．
答：（1）物块刚放上小车时，物块的加速度为2m/s
2
，小车的加速度为0.5m/s
2
；
（2）从放上小车开始经过t=1.5s，物块通过的位移大小为2.1m．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，质量为M=8kg的小车放在光滑水平面上，在小车右端施加一水平恒力F=8N，当小车向右速度达到v0=1.5m/s时，在小车的前端轻轻放上一个大小不计、质量m=2kg的物块（物块…”主要考查了你对 【匀变速直线运动的位移与时间的关系】，【滑动摩擦力、动摩擦因数】，【力的合成】，【牛顿第二定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202208/230632.html
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