Question

【题目】如图所示为一个实验室模拟货物传送的装置，A是一个质量为M=1kg的小车，小车置于光滑的水平面上，在小车左端放置一质量为m2=0.1kg的收纳箱B，现将一质量为0.9kg的物体放在收纳箱内.在传送途中，先对收纳箱施加一个方向水平向右，大小F1=3N的拉力，小车和收纳箱开始运动，作用时间t=2s后，改变拉力，大小变为F2=1N，方向水平向左，作用一段时间后，撤掉作用力，小车正好到达目的地，收纳箱到达小车的最右端，且小车和收纳箱的速度恰好为零。已知收纳箱与小车间的动摩擦因数=0.1，(物体和收纳箱大小不计，物体与收纳箱在整个过程中始终相对静止，g取10m/s2)求：

(1)t=2s时，收纳箱的速度大小；

(2)力F2作用的时间；

(3)小车的长度.

Answer 1

【答案】(1)4m/s，向右(2)6s(3)

【解析】

(1) 对收纳箱由牛顿第二定律得：

解得：

由速度公式得：

，方向向右；

(2)对小车由牛顿第二定律得：

代入数据解得：

小车的速度为：

经过2s小车的位移

收纳箱的位移

经2秒后，收纳箱作匀减速运动

，向左

小车加速度不变，仍为，向右，当两者速度相等时，收纳箱恰好到达小车最右端

共同速度为

联立解得：

，，

收纳箱和小车一起作为整体向右以

收纳箱和小车获得共同速度到停止运动的时间为：

力F2作用的时间

(3)小车和收纳箱到达共同速度时间内的位移：

小车：

收纳箱：

小车的长度：