Question

如圖所示，質量為20kg的平板小車的后端放有質量為10kg的小鐵塊，它與車之間的動摩擦因數為0.5。開始時，車以速度6m/s向左在光滑的水平面上運動，鐵塊以速度6m/s向右運動，整個運動過程小鐵塊未從小車掉出。(g=10m/s²)　

求：（1） 小車與鐵塊共同運動的速度；
（2） 小車至少多長，鐵塊才不會從小車上掉下去；
（３）小鐵塊在平板小車上滑行的時間。

Answer 1

見解析

（1）m與M所受合外力為零，故其動量守恒，取向左為正方向，
則有：    …………………………  （3分）
，方向向左   …………（結果和方向各1分共2分）
（2）當m剛好滑到M的另一端相對靜止時，m相對M滑過的距離即為木板的最小長度，則對M、m系統依能量的轉化與守恒有：
 ………………（3分）
代入解得：    L=9.6m ……………………………………（2分）
（3）以小鐵塊初速度為正方向，對小鐵塊整個勻變速運動過程有：            ………………………………………（2分）
 …………………………………………  （2分）
代入數據解得： …………………………………………… （1分）