(本小题12分)在光滑水平地面上,静止着一个质量为M="4"kg的小车.如图所示,在车的最右端有一个质量为m="1"kg的大小不计的物体,已知物体与小车之间的动摩擦因数为0.2,小

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(本小题12分)在光滑水平地面上,静止着一个质量为M =" 4" kg的小车.如图所示,在车的最右端有一个质量为m =" 1" kg的大小不计的物体,已知物体与小车之间的动摩擦因数为0.2,小车的长度L =" 2" m,
(1)要使物体相对于小车滑动,作用在小车上的水平恒力F至少要多大?
(2)现在用恒定的水平力F =" 14" N向右拉动小车,求F拉动3s时,小车的速度多大? (设最大静摩擦力等于滑动摩擦力). (g =" 10" m/s2

◎ 答案

(1)F至少为10N
(2)9.5m/s

◎ 解析

本题考查力与运动的结合,首先以整体为研究对象,求得加速度后根据运动学公式求解位移和速度,当m脱离小车后两个物体的受力都会发生变化,再次进行受力分析后根据牛顿第二定律和运动学公式求解,具体步骤如下

假设M、m一起向前加速,则加速度a为:
得:
以m为研究对象,加速度由静摩擦力提供,最大值为
得:
,故M、m不可能一起向前加速,m将在M上滑动
以m为研究对象,受力如图:
,,可得
以M为研究对象,受力如图


,设m滑下M时所用时间为t,则
解得
此时小车的速度
M滑下后车的加速度
3s时车的速度

◎ 知识点

    专家分析,试题“(本小题12分)在光滑水平地面上,静止着一个质量为M="4"kg的小车.如图所示,在车的最右端有一个质量为m="1"kg的大小不计的物体,已知物体与小车之间的动摩擦因数为0.2,小…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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