如图所示,质量M=8kg的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平恒力F,F=8N,当小车向右运动的速度达到1.5m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m=2kg的小

◎ 题目

如图所示,质量M=8kg的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平恒力F,F=8N,当小车向右运动的速度达到1.5m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m=2kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长.求从小物块放上小车开始,经过t=1.5s小物块通过的位移大小为多少?(取g=10m/s2).
魔方格

◎ 答案

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Ff=μmg=4N.物块在Ff的作用下加速,加速度为am=
Ff
m
=2m/s2
小车在推力F和f的作用下加速,加速度为aM=
F-Ff
M
=0.5m/s2
初速度为υ0=1.5m/s,设经过时间t1,两者达到共同速度υ,则有:υ=amt10+aMt1
代入数据可得:t1=1s,υ=2m/s
在这t1时间内物块向前运动的位移为s1=
1
2
amt2=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/s2
在剩下的时间t2=t-t1=0.5s时间内,物块运动的位移为s2=υt2+
1
2
at2,得s2=1.1m.
可见小物块在总共1.5s时间内通过的位移大小为s=s1+s2=2.1m.
答:经过t=1.5s小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M=8kg的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平恒力F,F=8N,当小车向右运动的速度达到1.5m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m=2kg的小…”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】,【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。

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