Question

【題目】如圖所示，水平向右的恒力F＝8N，作用在靜止于光滑水平面上質量為M＝8kg的小車上，當小車的速度達到v0＝1.5m/s時，在小車右端相對地面無初速度地放上一個質量為m＝2kg的小物塊，物塊與小車間的動摩擦因數μ＝0.2，小車足夠長，設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，g取10m/s2.求：

(1)從物塊放上小車開始計時，經多長時間t物塊與小車剛好達到共同速度；

(2)從物塊放上小車到物塊與小車剛好達到共同速度的過程，系統產生的熱量Q.

Answer 1

【答案】(1) 1s (2) 3J

【解析】(1)放上小物塊后，由牛頓第二定律得：

小車的加速度

物塊的加速度

設共同速度為v，對小車有v＝v0＋a1t

對物塊有v＝a2t

解得v＝2m/s，t＝1s.

(2)小車的位移

小物塊的位移

摩擦生熱Q＝μmg(s1-s2)＝3J.