Question

如图所示，小车质量M为2.0kg，它与水平地面摩擦力忽略不计，物体质量m为0.5kg，物体与小车间的动摩擦因数为0.3。求：

（1）小车在外力作用下以的加速度向右运动时，物体受摩擦力多大？
（2）欲使小车产生的加速度，需给小车提供多大的水平推力？
（3）若要使物体m脱离小车，则至少用多大的水平力推小车？
（4）若小车长L＝1m，静止小车在8.5N水平推力的作用下，物体由车的右端向左滑动，则滑离小车需多长时间？（物体m看作质点）

Answer 1

先求两者相对静止时的最大加速度，由牛顿第二定律知

当时，物体与小车相对静止，静摩擦力产生了加速度，
由牛顿第二定律得
                                                   （2分）
当，物体与小车发生了相对滑动，物体对小车的摩擦力大小为
  
 
对小车，由牛顿第二定律得，
所以，需给小车提供的推力为                      （2分）
（3）要使物块m脱离小车，则必须有。
由牛顿第二定律得

解得
即至少用7.5N的力推小车。                        （2分）
由于F＝8.5N，大于水平推力7.5N，所以物体会滑落，
对小车由牛顿第二定律：
物体的加速度
物体m的位移        ①
小车的位移              ②
又因为                  ③
联立①②③得运动时间                   （4分）

解析