Question

如图所示，在水平长直轨道上，有一长度L=8m的平板车在外力控制下始终保持以v=5m/s的速度向右做匀速直线运动．某时刻将一质量m=2kg的小滑块放到车面的中点，滑块与车面间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2．

（1）若滑块的初速度为零，求滑块在平板车上滑动的时间t；

（2）在（1）的情况下，求滑块在平板车上滑动过程因摩擦产生的内能Q；

（3）若以与车运动方向相同、大小为v0的初速度释放滑块，且滑块恰好不从车上掉下，求v0的取值？

 

Answer 1

（1）（2）Q＝16J（3）

【解析】

试题分析：（1）设滑块释放后的加速度大小为a，则有

假设小滑块能从平板车上左端滑出，则有

解得或（舍去）

此时滑块的速度，因为，所以假设成立，

（2）由（1）可知滑块与平板车的相对位移为，所以 （2分）

解得Q＝16J （2分）

（3）滑块恰好不从车上滑下，说明滑块最终的速度为v，设滑块运动时间为，

如果，则滑块做匀加速运动恰好滑到平板车左端，根据匀变速直线运动规律，则有

（1分）

（1分）

解得 （1分）

如果，则滑块做匀减速运动恰好滑到平板车右端，根据匀变速直线运动规律，则有

（1分）

（1分）

解得 （1分）

考点：考查了匀变速直线运动规律，功能关系