Question

高中牛顿定律计算题，在光滑的水平地面上静止停放着小车，车上左端有一个可看作质点的小滑块......

小车的质量M=4.0kg,滑块的质量为m=1.0kg，小车与滑块间的动摩擦因数为0.2，小车长为L=2.0m,现用F=14N的水平力拉动小车，g为10 m/s2，求3s末小车的速度.请写详细一点过程。感激不尽～～～

Answer 1

滑块与小车间的动摩擦力f=μmg=0.2*1*10=2N

以小车为分析对象：
F-f=Ma1
a1=(F-f)/M=(14-2)/4=3m/s^2

以滑块为分析对象：
f=ma2
即μmg=ma2
a2=μg=0.2*10=2m/s^2

滑块在小车上的运动时间t：
L=1/2(a1-a2)t^2
2=1/2(3-2)^t^2
t=2秒

t=2时小车速度v2=a1t=3*2=6m/s

从2秒末开始滑块脱离小车，小车加速度a3=F/M=14/4=3.5m/s^2
3秒末速度v3=v2+a3(t3-t2)=6+3.5*(3-2)=9.5m/s

Answer 2

动量守恒
(F-f)t=Mv
f=2N
所以v=9m/s

Answer 3

解：因为小车在光滑水平面上 所以小车只受一个外力 所以由：F=ma得a=F/m=14/5米/秒2 由：v=at得v=2.8*3=8.4米/秒2