Question

【题目】如图所示，玩具小车的质量M=2kg，小车与水平地面间的阻力忽略不计，质量m=0.5kg的物体放在顶部水平的小车上，物体与小车间的动摩擦因素μ=0.3，g=10m/s2。求：

⑴小车在外力作用下以a=1.2m/s2的加速度向右运动时，物体受摩擦力多大？

⑵欲要使物体m脱离小车，则至少用多大的水平力推小车？

⑶若小车长L=1m，静止的小车在8.5N水平推力作用下，物体由车的最右端向左端滑动，则滑离小车需多长时间？(m可视为质点)

Answer 1

【答案】⑴0.6N；⑵7.5N；⑶2s

【解析】两者相对静止的最大加速度am=μg=3m/s2

⑴由于a<am，此时物体与小车相对静止

由牛顿第二定律得： f=ma=0.6N

⑵要使物块m脱离小车，则a车>a物 ①

由牛顿第二定律的a车=②

联立①②解得 F>7.5N

由于F=8.5N>7.5N，物体与小车发生相对运动

小车加速度 a1==3.5m/s2 ③

物体加速度 a2=μg=3m/s2 ④

(a1－a2)t2=l ⑤

联立③④⑤解得 t=2s