Question

【題目】如圖所示，質量的小車放在光滑的水平面上，給小車施加一水平向右的恒力。當向右運動的速度達到時，有一物塊以水平向左的初速度滑上小車的右端。小物塊的質量，物塊與小車表面的動摩擦因數。設小車足夠長，重力加速度g取。

（1）物塊從滑上小車開始，經過多長的時間速度減小為零？

（2）求物塊在小車上相對小車滑動的過程中，物塊相對地面的位移。

（3）物塊在小車上相對小車滑動的過程中，小車和物塊組成的系統機械能變化了多少？

Answer 1

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】試題分析：（1）設物塊滑上小車后，做加速度為的勻變速運動，經過時間速度減為零，根據牛頓第二定律得：，又

解得，。

（2）小車做加速度為的勻加速運動，根據牛頓第二定律：，解得

設經過物塊與小車具有共同的速度，物塊對地的位移為，小車運動的位移為，取向右為正方向，則對物塊：，

對小車：，

聯立解得：，。

（3）系統產生的內能：

拉力對系統做的功：

小車和物塊組成的系統機械能變化：。