设小物块质量为m
小物块加速度a=umg/m=3m/s²;小车加速度a=(F-umg)/M=1m/s²
①小车达到4m/s内,加速度a=F/M=4m/s²,由v=at得t=1s,这一秒内位移s=at²/2=2m;
② 放上小物块至物块速度与小车相等时,由第1.小题可得 a物t=a车t+4 t=2s,共同速度V=8m/s,这2s内小车位移:s=vt+a车t²/2=8.5m
③剩下的2s内,车与物体同速,此时加速度a=F/(M+m)=2m/s²
这2s内位移s=Vt+at²/2=8×2+2×2²/2=20m
所以这5秒内位移30.5米
3.由第2.小题得第5秒小物体速度v=Vt+at=12m/s
因为力的作用是想互的,摩擦力对小车和小物块做功大小相等
W=mv²/2=6×12²/2=432J