问题 问答题

如图所示,一平板车质量M=100千克,停在水平路面上,车身的平板离地面的高度h=1.25m,一质量m=50千克的小物块置于车的平板上,它到车尾端的距离b=1m,与车板间的动摩擦系数μ=0.20,今对平板车施一水平向右的恒力F=500N,使车向前行驶,结果物块从车板上滑落,取g=10m/s2.求:(不计路面与平板车间以及轮轴之间的摩擦)

(1)物块滑落前,平板车的加速度a1的大小;

(2)物块离开平板车时,车的速度v1和物块的速度v2的大小

(3)物块落地点到车尾的水平距离s.

答案

(1)设物块与车板间的摩擦力为f,则有

F-f=Ma1

f=μmg

解得:a1=4m/s2

(2)设车启动至物块离开车板经历的时间为t1,物块的加速度为a2,则

f=ma2 

解得:a2=2m/s2

1
2
a1t12-
1
2
a2t12=b

解得:t1=1s

物块离开车板时刻,车和物块的速度分别

v1=a1t1=4m/s

v2=a2t1=2m/s

(3)物块离车板后作平抛运动,所经历的时间为t2,走过的水平距离为s2,则

s2=vt2

h=

1
2
gt22

解之得:t2=0.5s s2=1m

在这段时间内车的加速度 a3=

F
M
=5m/s2

车运动的距离s1=v1t2+

1
2
a3t22=2.625m

s=s1-s2=1.625m

答:(1)物块滑落前,平板车的加速度a1的大小为4m/s2

(2)物块离开平板车时,车的速度v1为4m/s,物块的速度v2的大小为2m/s;

(3)物块落地点到车尾的水平距离s为1.625m.

单项选择题
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