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牛顿运动定律的应用
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如图所示，质量M=8.0kg的小车放在光滑的水平面上，给小车施加一个水平向右的恒力F=8.0N．当向右运动的速度达到u0=1.5m/s时，有一物块以水平向左的初速度v0=1.0m/s滑上小车
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示，质量M=8.0kg的小车放在光滑的水平面上，给 小车施加一个水平向右的恒力F=8.0N．当向右运动的速度达到u
0
=1.5m/s时，有一物块以水平向左的初速度v
0
=1.0m/s滑上小车的右端．小物块的质量m=2.0kg，物块与小车表面的动摩擦因数μ=0.20．设小车足够长，重力加速度g=10m/s
2
．求：
（1）物块从滑上小车开始，经过多长的速度减小为零．
（2）物块在小车上相对滑动的过程，物块相对地面的位移．
（3）物块在小车上相对小车滑动的过程中，系统产生的内能？（保留两位有效数字）
◎ 答案
（1）设物块滑上小车后，做加速度为a
m
的匀变速运动，经过时间t
1
速度减为零，根据牛顿第二定律得
μmg=ma
m
又 0=v
0
-a
m
t
1
解得 a
m
=2m/s
2
，
t
1
=
v
0
μg
=0.5s
（2）小车做加速度为a
M
的匀加速运动，根据牛顿第二定律
F-μmg=Ma
M
解得
a
M
=
F-μmg
M
设经过t物块与小车具有共同的速度v，物块对地的位移为s
1
，小车运动的位移为s
2
，取向右为正方向．
则对物块：v=-v
0
+a
m
t，
s
1
=-
v
0
t+
1
2
a
m
t
2
对小车：v=u
0
+a
M
t，
s
2
=-
u
0
t+
1
2
a
M
t
2
联立解得：s
1
=1.1m，s
2
=3.2m
（3）系统产生的内能：E=μmg（s
2
-s
1
）=8.4J
答：
（1）物块从滑上小车开始，经过0.5s的速度减小为零．
（2）物块在小车上相对滑动的过程，物块相对地面的位移是1.1m．
（3）物块在小车上相对小车滑动的过程中，系统产生的内能是8.4J．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，质量M=8.0kg的小车放在光滑的水平面上，给小车施加一个水平向右的恒力F=8.0N．当向右运动的速度达到u0=1.5m/s时，有一物块以水平向左的初速度v0=1.0m/s滑上小车…”主要考查了你对 【牛顿运动定律的应用】 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/202210/348949.html
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