Question

【题目】如图所示，质量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。当向右运动的速度达到时，有一物块以水平向左的初速度滑上小车的右端。小物块的质量，物块与小车表面的动摩擦因数。设小车足够长，重力加速度g取。

（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？

Answer 1

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】试题分析：（1）设物块滑上小车后，做加速度为的匀变速运动，经过时间速度减为零，根据牛顿第二定律得：，又

解得，。

（2）小车做加速度为的匀加速运动，根据牛顿第二定律：，解得

设经过物块与小车具有共同的速度，物块对地的位移为，小车运动的位移为，取向右为正方向，则对物块：，

对小车：，

联立解得：，。

（3）系统产生的内能：

拉力对系统做的功：

小车和物块组成的系统机械能变化：。