首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
动能定理
> 正文
返回
打印
如图质量M=8㎏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．当小车向右运动速度达到3m/s时，在小车的右端轻轻放上一质量m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ
网友投稿 2022-11-05 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图质量M=8㎏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．当小车向右运动速度达到3m/s时，在小车的右端轻轻放上一质量m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2，小物块始终不离开小车，问：
（1）小车至少要多长？
（2）从小物块放在小车上开始计时，经过3s时间，摩擦力对小物块做的功W
f
和拉力F对小车做的功W
F
分别是多少？（g取10m/s
2
）
◎ 答案
（1）根据牛顿第二定律得，物块的加速度
a
1
=
μmg
m
=μg=2m/
s
2
，
小车的加速度
a
2
=
F-μmg
M
=
8-0.2×20
8
m/
s
2
=0.5m/s
2
．
设经过t时间小物块与小车的速度相同，有：a
1
t=v
0
+a
2
t
解得t=
v
0
a
1
-
a
2
=
3
2-0.5
s=2s
．
此时物块的位移
x
1
=
1
2
a
1
t
2
=
1
2
×2×4m=4m
小车的位移
x
2
=
v
0
t+
1
2
a
2
t
2
=3×2+
1
2
×0.5×4
m=7m．
小车至少的长度L=x
2
-x
1
=7-4m=3m．
（2）2s末两物体的速度相同，大小v=a
1
t=4m/s，然后物块和小车一起做匀加速直线运动．
根据牛顿第二定律得，a=
F
M+m
=
8
10
m/
s
2
=0.8m/
s
2
．
3末物块的速度v′=v+at′=4+0.8×1m/s=4.8m/s．
根据动能定理得，
W
f
=
1
2
m
v
2
-0=
1
2
×2×4．
8
2
J
=23.04J．
小车在前2s内的位移为7m，后1s内的位移
x
3
=vt′+
1
2
at
′
2
=4×1+
1
2
×0.8×1
m=4.4m．
则小车在前3s内的位移x=7+4.4m=11.4m．
所以恒力F所做的功W
F
=Fx=8×11.4J=91.2J．
答：（1）小车至少长度为3m；
（2）摩擦力对小物块做的功为23.04J．拉力F对小车所做的功为91.2J．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图质量M=8㎏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．当小车向右运动速度达到3m/s时，在小车的右端轻轻放上一质量m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ…”主要考查了你对 【动能定理】 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/202211/364620.html
十二生肖
十二星座
