Question

【題目】在水平長直的軌道上，有一長度的平板車在外力控制下始終保持速度向右做勻速直線運動．某時刻將一質量為的小滑塊輕放到車面的中點，滑塊與車面間的動摩擦因數為，取，求：

（1）小滑塊m的加速度大小和方向；

（2）通過計算判斷滑塊能否從車上掉下；

（3）若當滑塊放到車面中點的同時對該滑塊施加一個與同向的恒力F，要保證滑塊不能從車的左端掉下，恒力F大小應滿足什么條件？

Answer 1

【答案】（1），方向向右；（2）能；（3）不小于6N

【解析】

（1）物塊放上車時相對小車向左運動，滑動摩擦力向右

根據牛頓第二定律有：

得物塊加速度：

方向向右與同向；

（2）物塊放上車后作勻加速直線運動，設當經歷時間t之后速度達到，物塊通過位移

且

小車通過位移：

位移差：

聯立可得：

由于，故物塊會掉下來；

加上恒力F的方向與摩擦力方向相同，故物塊合力

由牛頓第二定律有：

物塊放上車后作勻加速直線運動，設當經歷時間t之后速度達到，物塊通過位移：

且

小車通過位移：

只需要滿足位移差：

即可

聯立各式有：

。