Question

【题目】如图所示，有一长度x=1m、质量M=10kg的平板小车，静止在光滑的水平面上，在小车一端放置一质量m=4kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ=0.25，要使物块在2s内运动到小车的另一端，求作用在物块上的水平力F是多少？（g取10m/s2）

Answer 1

【答案】解：小车和物块的运动情况如图所示，在物块运动到小车右端的过程中，小车发生的位移为x1，物块发生的位移为x2，取向右为正，以小车为研究对象，由牛顿第二定律得：

μmg=Ma1…①

由匀变速运动的公式得：

x1= a1t2…②

以物块为研究对象，由牛顿第二定律得：

F﹣μmg=ma2…③

由匀变速运动的公式得：x2= a2t2…④

由题意得：

x2﹣x1=x…⑤

由①②③④⑤带入数据得：F=16N

答：施加在小物块上的水平向右的拉力大小应为16N．

【解析】分别以小车和物块为研究对象，进行受力分析，根据牛顿第二运动定律，求出加速度。物块在小车上从一端运动到另一端，说明物块的对地位移于晓春的对地位移之差，等于小车的长度。