Question

【題目】如圖所示為一個實驗室模擬貨物傳送的裝置，A是一個質量為M=1kg的小車，小車置于光滑的水平面上，在小車左端放置一質量為m2=0.1kg的收納箱B，現將一質量為0.9kg的物體放在收納箱內.在傳送途中，先對收納箱施加一個方向水平向右，大小F1=3N的拉力，小車和收納箱開始運動，作用時間t=2s后，改變拉力，大小變為F2=1N，方向水平向左，作用一段時間后，撤掉作用力，小車正好到達目的地，收納箱到達小車的最右端，且小車和收納箱的速度恰好為零。已知收納箱與小車間的動摩擦因數=0.1，(物體和收納箱大小不計，物體與收納箱在整個過程中始終相對靜止，g取10m/s2)求：

(1)t=2s時，收納箱的速度大小；

(2)力F2作用的時間；

(3)小車的長度.

Answer 1

【答案】(1)4m/s，向右(2)6s(3)

【解析】

(1) 對收納箱由牛頓第二定律得：

解得：

由速度公式得：

，方向向右；

(2)對小車由牛頓第二定律得：

代入數據解得：

小車的速度為：

經過2s小車的位移

收納箱的位移

經2秒后，收納箱作勻減速運動

，向左

小車加速度不變，仍為，向右，當兩者速度相等時，收納箱恰好到達小車最右端

共同速度為

聯立解得：

，，

收納箱和小車一起作為整體向右以

收納箱和小車獲得共同速度到停止運動的時間為：

力F2作用的時間

(3)小車和收納箱到達共同速度時間內的位移：

小車：

收納箱：

小車的長度：