Question

物理题如图15所示，质量M=8.0kg的小车放在光滑的水平面上，给小车施加一水平向右的恒力F=8.0N。当向右运动

如图15所示，质量M=8.0kg的小车放在光滑的水平面上，给小车施加一水平向右的恒力F=8.0N。当向右运动的速度达到V0=1.5m/s时，有一处于静止状态的物块放置在小车右段。小物块的质量m=2.0kg，物块与小车表面的动摩擦因数μ=0.20。设小车足够长，重力加速度g取10m/s2。求放置物块1.5秒后物块位移。

Answer 1

一、对物块进行受力分析。
在竖直方向上：向下的重力mg、小车对它的向上支持力N。它们是一对平衡力。
在水平方向上：小车和物块接触面对它的平行于接触面向右的滑动摩擦力f。N和物块对小车面的压力N1是一对作用力和反作用力。力f使物块获得加速度 a=f/m=μmg/m=μg =0.20×10/=2(m/s^2)。

二、当物块放放置在小车上，小车受力情况。
在竖直方向上：向下的重力Mg、地面向上的支持力N2、物块向下的压力N1。它们的合力为0。
水平方向上：水平向右的拉力F、物块和小车接触面对它的向左的摩擦阻力f1。f1和f是一对作用力和反作用力。
F和f1的合力使小车获得加速度 a 1=(F-f1)/M=(F-μmg)/M=(8.0-0.20×2.0×10)/8=0.5(m/s^2)。

三、设经过时间t，物块和小车有共同速度。则 at=V0+a1t，解得 t=V0/(a-a1)=1.5/(2-0.5)=1(s)。
在这1秒时间内， 物块位移 S1=(1/2)at^2=(1/2)×2×1^2=1(m)。

四、在此后的0.5秒内，小车和物块在水平力F的作用下，共同向右做匀加速运动。
它们共同运动的初速度 V0=at=2.0×1 =2.0(m/s)。
它们共同运动的加速度 a2=F/（M+m）=8.0/（8.0+2.0）=0.8(m/s^2)。
它们在0.5秒内共同运动的位移 S2=V0t+(1/2)a2t^2=2.0×0.5+(1/2)×0.8×(0.5)^2=1.1(m)。

所以，物块的总位移 S=S1+S2=1+1.1=2.1(m)。

对否，请参考！

Answer 2

物块收到小车给它的向前的摩擦力，所以物块才运动的，那么摩擦力等于多少呢？mg*u，加速度就是g*u=2 m/s^2;那样的话 物块在0.75的时候就和小车的速度一样了，在这0.75秒里面做过的路程s1,加上速度一样之后运动的0，75秒就好了

Answer 3

分两个阶段，第一个阶段物块相对木板滑动做初速度为零的匀加速直线运动，位移是1米，第二阶段起当物块与木板速度相等是保持相对静止向右匀加速运动，位移是1.1米。综合两段位移是2.1米

Answer 4

情景模式分析：当物块放到小车上时，由于速度不同，一定发生滑动，滑动摩擦力为mgμ=2*10*0.2=4N。由于滑动摩擦力的存在，物块不断加速，需要判断物块的加速度和小车的加速度大小比较，当物块的加速度大于小车的加速度时，物块的速度在某一时刻一定能达到小车的速度，这时滑动结束，物块和小车组合成一个整体以一个相同的加速度向右运行，当物块的加速度小于等于小车的加速度时，物块则一直在小车上滑动，速度永远赶不上小车的速度。
实际解题：由受力分析可知，物块发生滑动时物块加速度=4/2=2m/s2；小车加速度=4/8=0.5m/s2;由上述可知，物块在某一时刻的速度能达到小车的速度，设这个过程的时间为t，则1.5+0.5t=2t；得t=1s，即1s后物块滑动结束，与小车相对静止，这时在进行受力分析，把物块和小车看做一个整体，则加速度=8/(2+8)=0.8m/s2;从上述得到物块运动过程，从静止开始以2m/s2的加速度运动一秒，然后从2m/s的初速度以0.8m/s2的加速度运动0.5s。计算位移即可 s=1+1.1=2.1m 方向向右。（具体计算过程自己算，我这是口算了一下，不一定对），