Question

【題目】如圖所示，質量=0.3kg的小車靜止在光滑的水平面上，車長L=1.5m，現有質量=0.2kg可視為質點的物塊，以水平向右的速度=2m/s從左端滑上小車，最后在車面上某處與小車保持相對靜止。物塊與車面間的動摩擦因數=0.4，取g=10m/s2，求

（1）物體與小車共同速度大小;

（2）物塊在車面上滑行的時間t;

（3）要使物塊不從小車右端滑出，物塊滑上小車左端的速度不超過多少。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

本題考查摩擦拖動類的動量和能量問題。涉及動量守恒定律、動量定理和功能關系這些物理規律的運用。

（1）設物塊與小車的共同速度為，以水平向右為正方向，根據動量守恒定律有：

化簡可得共同速度為：

（2）設物塊與車面間的滑動摩擦力為，對物塊應用動量定理有

其中

解得

代入數據得

（2）要使物塊恰好不從車廂滑出，物塊到車面右端時與小車有共同的速度′，則⑤

由功能關系有

代入數據解得：

故要使物塊不從小車右端滑出，物塊滑上小車的速度不能超過