Question

如图所示，一平板车质量M=100千克，停在水平路面上，车身的平板离地面的高度h=1.25m，一质量m=50千克的小物块置于车的平板上，它到车尾端的距离b=1m，与车板间的动摩擦系数μ=0.20，今对平板车施一水平向右的恒力F=500N，使车向前行驶，结果物块从车板上滑落，取g=10m/s²．求：（不计路面与平板车间以及轮轴之间的摩擦）
（1）物块滑落前，平板车的加速度a₁的大小；
（2）物块离开平板车时，车的速度v₁和物块的速度v₂的大小
（3）物块落地点到车尾的水平距离s．

Answer 1

（1）设物块与车板间的摩擦力为f，则有
F-f=Ma₁
f=μmg
解得：a₁=4m/s²
（2）设车启动至物块离开车板经历的时间为t₁，物块的加速度为a₂，则
f=ma₂　
解得：a₂=2m/s²

1

2

a₁t₁²-

1

2

a₂t₁²=b
解得：t₁=1s
物块离开车板时刻，车和物块的速度分别
v₁=a₁t₁=4m/s
v₂=a₂t₁=2m/s
（3）物块离车板后作平抛运动，所经历的时间为t₂，走过的水平距离为s₂，则
s₂=vt₂
h=

1

2

gt₂²
解之得：t₂=0.5s　s₂=1m
在这段时间内车的加速度　a₃=

F

M

=5m/s²
车运动的距离s₁=v₁t₂+

1

2

a₃t₂²=2.625m
s=s₁-s₂=1.625m
答：（1）物块滑落前，平板车的加速度a₁的大小为4m/s²；
（2）物块离开平板车时，车的速度v₁为4m/s，物块的速度v₂的大小为2m/s；
（3）物块落地点到车尾的水平距离s为1.625m．