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    如图15所示，质量M=8.0kg的小车放在光滑的水平面上，给小车施加一水平向右的恒力F=8.0N。当向右运动的速度达到V0=1.5m/s时，有一物块以水平向左的初速度v0=1.0m/s滑上小车的右端。小物块的质量m=2.0kg，物块与小车表面的动摩擦因数μ=0.20。设小车足够长，重力加速度g取10m/s2。

    （1）物块从滑上小车开始，经过多长的时间速度减小为零？

    （2）求物块在小车上相对小车滑动的过程中，物块相对地面的位移。

    （3）物块在小车上相对小车滑动的过程中，小车和物块组成的系统机械能变化了多少？

     

    （1）0.5s        （2）1.11m,方向向右 （3）17.2J

                


    解析:

    (1)设物块滑上小车后经过时间t1速度减为零，根据动量定理

    μmgt1=mv，

             解得：                                                             t1==0.5s 。…………1分

        (2)物块滑上小车后，做加速度为am的匀变速运动，根牛顿第二定律

    μmg=mam，

    解得：                                                             am=μg=2.0m/s2。

    小车做加速度为aM的匀加速运动，根据牛顿第二定律

    F-μmg=MaM，

    解得：                                                   aM==0.5m/s2。…………1分

    设物块向左滑动的位移为s1，根据运动学公式

    s1=v0t1-amt=0.25m,

    当滑块的速度为零时，小车的速度V1为

    V1=V0+amt1=1.75m/s。

    设物块向右滑动经过时间t2相对小车静止，此后物块与小车有共同速度V，根据运动学公式，有                            V=V1+aMt2=amt2，

    解得：                                                   t2=s。  …………1分

    滑块在时间t2内的位移为s2=ams=m≈1.36m。(方向向右) …………1分

    因此，滑块在小车上滑动的过程中相对地面的位移为

      s=s2-s1=m≈1.11m,方向向右。…………1分

    (3)由(2)的结果，物块与小车的共同速度

    V=m/s，

    因此，物块在小车上相对小车滑动的过程中，系统的机械能增加量ΔE为

     ΔE=(m+M)V2-mv-MV≈17.2J。…………2分

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    (1)小球静止在A点处绳子受到的拉力；

    (2)外加电场大小；

    (3)将小球拉起至与O点等高的B点后无初速释放，则小球经过最低点C时，绳受到的拉力。

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    (1)小球静止在A点处绳子受到的拉力；

    (2) 外加电场大小；

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     (1)小球静止在A点处绳子受到的拉力和外加电场大小；

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