Question

（2012?湖北模擬）如圖所示，質(zhì)量M=8kg的小車(chē)放在水平光滑的平面上，在小車(chē)左端加一水平推力F=8N，當(dāng)小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到1.5m/s時(shí)，在小車(chē)前端輕輕地放上一個(gè)大小不計(jì)，質(zhì)量為m=2kg的小物塊，物塊與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，小車(chē)足夠長(zhǎng)．求：
（1）小物塊剛放上小車(chē)時(shí)，小物塊及小車(chē)的加速度各為多大？
（2）經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間兩者達(dá)到相同的速度？
（3）從小物塊放上小車(chē)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)t=1.5s小物塊通過(guò)的位移大小為多少？（取g=l0m/s²）．

Answer 1

分析：（1）對(duì)車(chē)和物體受力分析，由牛頓第二定律可以求得加速度的大��；
（2）車(chē)和物體都做加速運(yùn)動(dòng)，由速度公式可以求得兩者達(dá)到相同速度時(shí)的時(shí)間；
（3）分析物體和車(chē)的運(yùn)動(dòng)的過(guò)程可以知道，車(chē)的運(yùn)動(dòng)可以分為兩個(gè)過(guò)程，利用位移公式分別求得兩個(gè)過(guò)程的位移，即可求得總位移的大小．

解答：解：（1）對(duì)小車(chē)和物體受力分析，由牛頓第二定律可得，
物塊的加速度：a_m=μg=2m/s²
小車(chē)的加速度：aM=

F-μmg

M

=0.5 m/s² ．
（2）由：a_mt=υ₀+a_Mt
得：t=1s
所以速度相同時(shí)用的時(shí)間為1s．
（3）在開(kāi)始1s內(nèi)小物塊的位移：s1=

1

2

amt2=1m
最大速度：υ=at=2m/s     
在接下來(lái)的0.5s物塊與小車(chē)相對(duì)靜止，一起做加速運(yùn)動(dòng)，加速度：
a=

F

M+m

=0.8m/s²
這0.5s內(nèi)的位移：S₂=Vt+

1

2

at²=1.1m
所以通過(guò)的總位移s=s₁+s₂=2.1m．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，對(duì)物體受力分析，確定物體的運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，在根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來(lái)求解即可．