Question

（14分）如圖所示，質量M=4 kg的小車放在水平光滑的平面上，在小車左端加一水平推力F=6N，當小車向右運動的速度達到2 m/s時，在小車前端輕輕地放上一個大小不計，質量為m=1 kg的小物塊，物塊與小車間的動摩擦因數=0.2，小車足夠長。g取10m/s2，求:

（1）小物塊放后，小物塊及小車的加速度各為多大；

（2）經多長時間兩者達到相同的速度；

（3）從小物塊放上小車開始，經過t=4s小物塊通過的位移大小為多少。

 

Answer 1

（1）小物塊的加速度為2m/s2；小車的加速度為1m/s2；（2）2s；（3）14.4m。

【解析】

試題分析：（1）對物塊由牛頓第二定律有：（1分）

物塊的加速度： （1分）

對小車由牛頓第二定律有：（1分）

小車的加速度：（1分）

（2）設經t時間兩者達到相同，有： （2分）

得：t=2s （2分）

（3）在開始2s內小物塊的位移：（1分）

2s末速度： （1分）

在接下來的2s物塊與小車相對靜止，一起做加速運動

且加速度: （2分）

這2s內的位移:（1分）

通過的總位移 （1分）

考點：牛頓第二定律，勻變速直線運動規律的應用等。