问题
问答题
如图,质量M=8.0kg的小车停放在光滑水平面上.在小车右端施加一个F=8.0N的水平恒力.当小车向右运动的速度达到3.0m/s时,在其右端轻轻放上一个质量m=2.0kg的小物块(初速为零),物块与小车间的动摩擦因数μ=0.20,假定小车足够长.求:(1)经多长时间物块停止在小车上相对滑动?(2)小物块从放在车上开始,经过t=3.0s,通过的位移是多少?(取g=10m/s2)

答案
(1)对物块:μmg=ma1
∴a1=μg=2m/s2
对小车:F-μmg=Ma2
∴a2=0.5m/s2
物块在小车上停止相对滑动时,速度相同
则有:a1t1=υ0+a2t1
∴t1=
=υ0 a1-a2
s=2s3 2-0.5
(2)t1物块位移x1=
a11 2
=4mt 21
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
∴a3=0.8m/s2
∴x2=υ1(t-t1)+
a3(t-1 2
)2=4.4mt 1
∴3S内物块位移x=x1+x2=8.4m
答:(1)经多2s物块停止在小车上相对滑动;
(2)小物块从放在车上开始,经过t=3.0s,通过的位移是8.4m.