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精英家教网如图,质量M=8kg的小车停放在光滑水平面上,在小车右端施加一水平恒力F1=16N,当小车向右运动速度达到3m/s时,在小车的右端轻放一质量为m=2kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.4,假定小车足够长,g=10m/s2,问:
(1)小物块刚放上小车时,小物块及小车的加速度各为多大?
(2)经过多长时间物块停止与小车的相对运动?
(3)小物块从放在车上开始经过t0=3s所通过的位移是多少?
(4)达到相同速度时,若水平恒力立即变为F2=25N,请通过计算说明物块会从小车左端掉下吗?
分析:(1)分别对滑块和平板车进行受力分析,它们都只受到滑动摩擦力的作用,根据牛顿第二定律求出各自加速度,(2)物块在小车上停止相对滑动时,速度相同,即可以求出时间;(3)滑块做匀减速运动,平板车做匀加速运动,当它们速度相等时一起向右做匀速运动,分别求出两个运动的位移即可解题.(4)两者恰好不发生相对滑动时,应用整体法和隔离法求出加速度和力的大小,由于F2<F0,故不会从左端掉下来.
解答:解(1)对物块:μmg=ma1,得a1=4m/s2 
对小车:F-μmg=Ma2,得a2=1m/s2      
(2)物块在小车上停止相对滑动时,速度相同
则有:a1t1=υ0+a2t1                             
得t1=1s                                     
(3)t1物块位移x1=
1
2
=2a1t12                  
t1时刻物块速度υ1=a1t1=4m/s                  
t1后M、m有相同的加速度,对M、m整体有:F=(M+m)a3,得a3=1.6m/s2    
则x2=υ1(t-t1)+
1
2
a3(t0-t1)2=11.2m                 
则3S内物块位移x=x1+x2=13.2m                   
(4)两者恰好不发生相对滑动时,对m有:
fm=mam得am=4m/s2                
对整体有:F0=(m+M)am=36N        
由于F2<F0,故不会从左端掉下来.   
答:(1)小物块刚放上小车时,小物块及小车的加速度各为a1=4m/s2 a2=1m/s2
(2)经过1S长时间物块停止与小车的相对运动
(3)小物块从放在车上开始经过t0=3s所通过的位移是13.2m
(4)达到相同速度时,不会从左端掉下来.
点评:该题是相对运动的典型例题,要认真分析两个物体的受力情况,正确判断两物体的运动情况,再根据运动学基本公式求解,难度适中.
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如图,质量M=8kg的小车停放在光滑水平面上,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,在小车的右端轻放一质量m=2kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,假定小车足够长,试求:
(1)经过多长时间物块停止与小车间的相对运动?
(2)小物块从放在车上开始经过t0=3.0s所通过的位移是多少?(g取10m/s2)

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(1)小物块刚放上小车时,小物块及小车的加速度各为多大?

(2)经过多长时间物块停止与小车的相对运动?

(3)小物块从放在车上开始经过t0=3s所通过的位移是多少?

(4)达到相同速度时,若水平恒力立即变为F2=25N,请通过计算说明物块会从小车左端掉下吗?

 

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(1)小物块放上后,小物块及小车的加速度各为多大?

(2)经多长时间两者达到相同的速度?

(3)物体从放在小车上开始经t=1.5s通过的位移大小?

 

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

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(1)经过多长时间物块停止与小车间的相对运动?
(2)小物块从放在车上开始经过t0=3.0s所通过的位移是多少?(g取10m/s2)

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