Question

【題目】如圖所示，質(zhì)量為M的平板車P，放在粗糙的地面上，質(zhì)量為m的小物塊Q的大小不計(jì)，位于平板車的左端，且M=m=0.5kg，系統(tǒng)原來(lái)靜止在水平地面上。一不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩長(zhǎng)為R=0.4m，一端懸于Q正上方高為R處，另一端系一質(zhì)量也為m的小球（大小不計(jì)）。今將小球拉至懸線與豎直位置成60°角，由靜止釋放，小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)與Q的碰撞，碰后兩者交換速度。已知平板車長(zhǎng)L=0.24m，Q與P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.5，Q與地面、P與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ2=0.1，重力加速度為g=10m/s2。，求：

(1)小球到達(dá)最低點(diǎn)對(duì)繩子的拉力；

(2) 物塊Q能否從平板車上滑離，請(qǐng)說(shuō)明原因；

(3) 平板車P運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，地面對(duì)P做的功。

Answer 1

【答案】(1)10N；(2)能滑離木板；(3)-0.094J.

【解析】

(1)小球向下擺到最低點(diǎn)時(shí)，由機(jī)械能守恒可得

解得

v0=2m/s

在最低點(diǎn)時(shí)

解得

T=10N

(2)小球與Q相碰后交換速度，則Q的速度為v0=2m/s；Q做減速運(yùn)動(dòng)的加速度

P做加速運(yùn)動(dòng)的加速度

當(dāng)兩者共速時(shí)

解得

t=0.25s

此過(guò)程中Q相對(duì)與木板P的位移

則滑塊Q將滑離木板P；

(3) 平板車P運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，P的位移

地面對(duì)P做的功