（本小題12分）在光滑水平地面上，靜止著一個(gè)質(zhì)量為M = 4 kg的小車．如圖所示，在車的最右端有一個(gè)質(zhì)量為m = 1 kg的大小不計(jì)的物體，已知物體與小車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0．2，小車的長(zhǎng)度L = 2 m，

（1）要使物體相對(duì)于小車滑動(dòng)，作用在小車上的水平恒力F至少要多大?

（2）現(xiàn)在用恒定的水平力F = 14 N向右拉動(dòng)小車，求F拉動(dòng)3s時(shí)，小車的速度多大？ （設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）．  （g = 10 m/s2）

 

【答案】

（1）F至少為10N

（2）9.5m/s

【解析】本題考查力與運(yùn)動(dòng)的結(jié)合，首先以整體為研究對(duì)象，求得加速度后根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解位移和速度，當(dāng)m脫離小車后兩個(gè)物體的受力都會(huì)發(fā)生變化，再次進(jìn)行受力分析后根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解，具體步驟如下

假設(shè)M、m一起向前加速，則加速度a為：

由得：

以m為研究對(duì)象，加速度由靜摩擦力提供，最大值為

由得：

因，故M、m不可能一起向前加速，m將在M上滑動(dòng)

以m為研究對(duì)象，受力如圖：

,，可得

以M為研究對(duì)象，受力如圖

得，設(shè)m滑下M時(shí)所用時(shí)間為t，則

解得

此時(shí)小車的速度

M滑下后車的加速度

3s時(shí)車的速度

 

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（本小題滿分6分）如圖甲所示是某同學(xué)探究小車的速度和加速度的實(shí)驗(yàn)裝置，它將光電門固定在水平軌道上的B點(diǎn)，A、B兩問(wèn)點(diǎn)的距離為12.50cm。用重物通過(guò)細(xì)線拉小車，讓小車做直線運(yùn)動(dòng)。

①若用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光條的寬度d如圖乙所示，則d=　　 cm．

②實(shí)驗(yàn)時(shí)將小車從圖中位置A由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間△t=2.28×10-2s，則小車經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的速度為　　 m/s，小車的加速度為　　 m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。


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