一平板车质量M=50kg,停在水平路面上,车身平板离地面高h=1.25m.一质量m=10kg的小物块置于车的平板上,它到车尾的距离b=1.0m,与平板间的动摩擦因数μ=0.2,如图所示.今对
◎ 题目
一平板车质量M=50kg,停在水平路面上,车身平板离地面高h=1.25m.一质量m=10kg的小物块置于车的平板上,它到车尾的距离b=1.0m,与平板间的动摩擦因数μ=0.2,如图所示.今对平板车施一水平方向的恒力F=220N,使车由静止向前行驶,经一段时间后物块从平板上滑落,此时车向前行驶的距离x0=2.0m.不计路面与平板车间的摩擦,g取10m/s2.求: (1)从车开始运动到物块刚离开车所经过的时间t; (2)物块刚离开车时,恒力F的功率P; (3)物块刚落地时,落地点到车尾的水平距离x. |
◎ 答案
(1)如图所示,设作物块与车板间的摩擦力为f,自车开始运动直至物块离开车板所用时间为t,此过程中车的加速度为a1, 由牛顿第二定律有 F-f=Ma1 f=μmg 解以上两式得a1=4m/s2 对车由运动学公式有 x0=
解得 t=
(2)物块离开车时,车的速度v=a1t=4×1=4m/s. 恒力F的功率p=Fv=220×4=880W (3)物块在车上运动时的加速度a2=
物块离开车瞬间的速度v'=a2t=2×1=2m/s 它将以此初速度做平抛运动,设经时间t′落地,由 h=
解得 t′=
通过的水平距离 x1=v't'=2×0.5=1m 在这段时间内,车的加速度为 a1′=
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