如图所示.平板车长为L=6m.质量为M=10kg,上表面距离水平地面高为h=1.25m,在水平面上向右做直线运动,A、B是其左右两个端点.某时刻小车速度为vo=7.2

发布时间:2020-08-13 09:53:08

如图所示.平板车长为L=6m.质量为M=10kg,上表面距离水平地面高为h=1.25m,在水平面上向右做直线运动,A、B是其左右两个端点.某时刻小车速度为vo=7.2rn/s.在此时刻对平板车施加一个方向水平向左的恒力F=50N,与此同时,将一个质量m=l?kg为小球轻放在平板车上的P点(小球可视为质点,放在P点时相对于地面的速度为零).,经过一段时问,小球脱离平板车落到地面.车与地面间的动摩擦因数为0.2,其他摩擦均不计.取g=10m/s2.求:

(1)小球从离开平板车开始至落到地面所用的时间;
(2)小球从轻放到平板车开始至离开平板车所用的时间;
(3)从小球轻放上平板车到落地瞬间,摩擦力对平板车做的功:

网友回答

解:(1)根据h=得,
小球从离开平板车开始至落到地面所用的时间t=.
(2)小球放到平板车后相对地面静止,小车的加速度=
小车向右运动的距离为
x1小于4m,所以小球不会从车的左端掉下.
小车向右运动的时间为
小车向左运动的加速度为:=2.8m/s2
小车向左运动的距离为=3.6+2m=5.6m
小车向左运动的时间为:.
故小球从放上到离开需时间t=t1+t2=3s.
(3)小球刚离开平板车瞬间,小车的速度方向向左,大小为v2=a2t2=2.8×2=5.6m/s
小车离开车子后,车的加速度
车子向左运动的距离为:=.
从小球轻放上平板车到落地瞬间,摩擦力对平板车做功W=-μ(M+m)gx1-μ(M+m)gx2-μMgx3
代入数据得,W=-265.9J.
答:(1)小球从离开平板车开始至落到地面所用的时间为0.5s.
(2)小球从轻放到平板车开始至离开平板车所用的时间为3s.
(3)从小球轻放上平板车到落地瞬间,摩擦力对平板车做的功为-265.9J.
解析分析:(1)小球离开平板车做自由落体运动,根据高度求出落地的时间.
(2)小球在平板车上相对于地面静止,根据牛顿第二定律和运动学公式判断小球会不会从车的左端滑行,若不能滑下,结合牛顿第二定律和运动学公式求出小球从放上到离开所需的时间.
(3)分别求出小球放上平板车到落地各个过程中平板车的位移大小,结合摩擦力做功公式求出整个过程摩擦力做功大小.

点评:解决本题的关键理清小球在整个过程中的运动情况,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.
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