一平板车,质量M=100kg,停在水平路面上,车身的平板离地面的高度h=1.25m,一质量m=50kg的物块置于车的平板
1个回答

(1)以m为研究对象进行分析,m在水平方向只受一个摩擦力f的作用,f=μmg,

根据牛顿第二定律知f=ma 1

a 1=μg=0.20×10m/s 2=2m/s 2

如图,

m从A点运动到B点,做匀加速直线运动,s AB=s 0-b=1.00m,

运动到B点的速度υ B为:

υ B=

2a 1 s AB =

2×2×1 m/s=2m/s

物块在平板车上运动时间为t 1=

v B

a 1 =

2

2 s=1s,在相同时间里平板车向前行驶的距离s 0=2.0m,则

s 0=

1

2 a 2 t 1 2 ,所以平板车的加速度 a 2 =

2s 0

t 1 2 =

2×2

1 =4 m/s 2

此时平板车的速度为 v 2=a 2t 1=4×1=4m/s

(2)m从B处滑落时,以υ B为初速度做平抛运动,落到C的水平距离为s 1,下落时间为t 2

则 h=

1

2 gt 2 2

t 2 =

2h

g =

2×1.25

10 =0.5 s

s 1=v Bt 2=2×0.5m=1.0 m

对平板车M,在m未滑落之前,水平方向受二力作用,即F和物块对平板车的摩擦力f,二者方向相反,平板车加速度为a 2,由牛顿第二定律得:F-f=Ma 2

则有:F=Ma 2+f=(100×4+0.2×50×10)N=500N

当m从平板车的B点滑落以后,平板车水平方向只受F作用,而做加速度为

a 3的匀加速运动,由牛顿第二定律得:F=Ma 3即 a 3 =

F

M =5 m/s 2

在m从B滑落到C点的时间t=0.5s内,M运动距离s 2为 s 2 =v 2 t+

1

2 a 3 t 2 =2.625 m

物块落地时,落地点到车尾的水平距离s为

s=s 2-s 1=(2.625-1)m=1.625m

答:物块落地时,落地点到车尾的水平距离s为1.625m.