问题
计算题
如图所示,长L=1.5m,质量M=10kg的长方体木箱,在水平面上向右做直线运动。当木箱的速度v0=3.6m/s时,对木箱施加一个方向水平向左的恒力F=50N,并同时将一个质量m=1kg的光滑小滑块轻放在距木箱右端1/3的P点(小滑块可视为质点,放在P点时相对于地面的速度为零),经过一段时间,小滑块脱离木箱落到地面.木箱与地面的动摩擦因数为μ=0.2,而小滑块与木箱之间的摩擦不计.取g=10m/s2,求:
(1)小滑块离开木箱时的小滑块的速度是多大;
(2)小滑块放上P点后,木箱向右运动的最大位移;
(3)小滑块离开木箱时的木箱的速度是多大。
答案
(1)小球离开木箱时速度为零 (3分)
(2)小球放上木箱后相对地面静止,木箱的加速度
由
得 (2分)
木箱向右运动的最大位移 (2分)
(3)由于木箱在向右运动期间,小球不会从木箱的左端掉下(1分)
木箱向左运动的加速度
(2分)
设木箱向左运动时,小球从木箱的右端掉下
(1分)
设木箱向左运动所用的时间为,则
由
小球刚离开木箱时速度方向向左,大小为
(2分)