Question

【題目】一平板車，質(zhì)量M=100kg，停在水平路面上，車身的平板離地面的高度h=1.25m，一質(zhì)量m=50kg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）置于車的平板上，它到車板末端的距離b=1.00m，與車板間的動(dòng)摩擦因素μ=0.20，如圖所示，今對(duì)平板車施一水平方向的恒力，使車向前行駛，第1s末物塊從車板上滑落，求物塊落地時(shí)，落地點(diǎn)到車尾的水平距離，不計(jì)路面與平板車間以及輪軸之間的摩擦力，取g=10m/s2．

Answer 1

【答案】1.625m

【解析】以m為研究對(duì)象進(jìn)行分析，m在水平方向只受一個(gè)摩擦力f的作用，f=μmg，

根據(jù)牛頓第二定律知f=ma1

a1=μg=0.20×10m/s2=2m/s2

物塊在1s內(nèi)前進(jìn)的位移為

如圖，

m從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，x1=x0﹣b=1m，故x0=2m

對(duì)平板車受力分析，根據(jù)牛頓第二定律可知，F﹣μmg=Ma

聯(lián)立解得F=500N

木塊脫離后木塊做平拋運(yùn)動(dòng)，初速度v=a1t=2×1m/s=2m/s

下落的時(shí)間

水平前進(jìn)的位移為x′=vt′=2×0.5m=1m

脫離時(shí)平板車的速度v車=at=4m/s

脫離后平板車的加速度

1s內(nèi)前進(jìn)的位移為

故物塊落地時(shí)，落地點(diǎn)到車尾的水平距離s為：s=x″﹣x′=（2.625﹣1）m=1.625m