Question

如圖所示，有一長(zhǎng)度為x=1.0m、質(zhì)量為M=10Kg的平板小車，靜止在光滑的水平面上，在小車的左端放置一質(zhì)量為m=4.0Kg的小物塊，物塊與小車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.25，要使物塊在t=2.0s內(nèi)運(yùn)動(dòng)到小車的右端，則施加在小物塊上的水平向右的拉力大小應(yīng)為多少？（g=10m/s²）

Answer 1

分析：以小車為研究對(duì)象，由牛頓第二定律求出加速度，根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)位移時(shí)間公式求出小車的位移，以物塊為研究對(duì)象，由牛頓第二定律求出物塊的加速度，根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)位移時(shí)間公式求出物塊的位移，兩者運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等且位移之差為車長(zhǎng)x，根據(jù)位移列方程即可求解．

解答：解：小車和物塊的運(yùn)動(dòng)情況如圖所示，在物塊運(yùn)動(dòng)到小車右端的過程中，
小車發(fā)生的位移為x₁，物塊發(fā)生的位移為x₂，取向右為正，
以小車為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得：
μmg=Ma₁①
由勻變速運(yùn)動(dòng)的公式得：
x1=

1

2

a1t2②
以物塊為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得：
F-μmg=ma₂③
由勻變速運(yùn)動(dòng)的公式得：
x2=

1

2

a2t2④
由題意得：
x₂-x₁=x⑤
由①②③④⑤帶入數(shù)據(jù)得：F=16N
答：施加在小物塊上的水平向右的拉力大小應(yīng)為16N．

點(diǎn)評(píng)：本題是木塊在小車滑動(dòng)的類型，采用隔離法進(jìn)行研究，要正確分析物體的受力情況，關(guān)鍵要抓住位移之間的關(guān)系，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律結(jié)合進(jìn)行求解．