Question

关于高中物理板块运动

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，有一物块以水平向左的初速度v0=1.0m/s滑上小车的右端。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/（s^2） （1）物块从滑上小车开始，经过多长时间速度减小为零？（0.5s） （2）求物块在小车上相对滑动的过程中，物块相对地面的位移（求详细过分析过程）

Answer 1

分析：（1）分别对滑块和平板车进行受力分析，它们都只受到滑动摩擦力的作用，根据牛顿第二定律求出各自加速度，物块在小车上停止相对滑动时，速度相同，即可以求出时间；

（2）滑块做匀减速运动，平板车做匀加速运动，当它们速度相等时一起向右做匀速运动，分别求出两个运动的位移即可解题

解答

 

点评

该题是相对运动的典型例题，要认真分析两个物体的受力情况，正确判断两物体的运动情况，再根据运动学基本公式求解，难度适中。

追问

同学，不是一道题吧？！v0明明是-1m/s，怎么成3了？

追答

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Answer 2

1 我知道你指的是其速度为0.
它爬上车的时候速度向左，小车摩擦力向右。小车有向右的加速度，而车也受到向左的摩擦力，所以也有了加速度。令向右为正
物块：μmg=ma1 a1=μg=2 m/s^2 0=-vo物+a1t t=0.5
车： F-μmg=Ma2 a2=0.5 m/s^2
俩个相对静止的时候，速度一致 v物+a1t=v车+a2t
-1+2t2=1.5+0.5t2 t2=5/3 s
2 s=-vo物t2+1/2a1t2^2 你把-1， 5/3带入即可。
如果你要算小车物块相对位移的话，算出车和物体的位移，一减就行了
有问题问。

追问

你确定小车速度减为零后加速度不变？

追答

物块速度是0好吧。。 小车一直加速，更何况摩擦力是相对于接触面的，只要物块速度比小车小，无论物块相对于地面速度是多少，摩擦力方向不变的。

追问

我记得板块运动中有一种情况是物块速度减为零后，滑动摩擦转变为静摩擦，是哪种情况来着？

追答

你看的是相对接触面静止吧，你这里速度是0是指这一刻相对地面静止。这个题目如果说俩者保持相对静止后那么还是有静摩擦的，因为只要整体有加速度根据牛二，小木块要靠静摩擦力提供加速度。至于速度到0然后还有静摩擦，除非是整个停下来了，如果在运动过程中这是不太可能滴（摩擦力不是这一个时刻的事情）。。
这类问题就是运动+受力分析，搞清摩擦力的条件
还未涉及到动量守恒。

Answer 3

第一问很简单，
第二问也不难的，分析一下小车和物块的运动，在物块滑上小车的时候，由于物块和小车之间有相对滑动，所以他们之间为滑动摩擦力，在他们达到共同速度运动之前，物块做的是初速度v0=1.0m/s向左，加速度为μg=2m/（s^2）向右的匀加速运动，小车做的是初速度为V0=1.5m/s向右，加速度为0.75m/（s^2）向右的匀加速运动
那么可以求出他们达到共同运动的时间为-1+2t=1.5+0.75t t=2s 末速度v=-1+2t=3m/s
那么物块相对于地面滑动的距离为v^2-v0^2=2μgs 得出s=2m

追问

小车加速度为0.75m/(s^2)是怎么算出来的？不应该是0.5m/(s^2)吗？

追答

是0.5，那么时间就是5/3 末速度7/3 s=10/9m

Answer 4

高中物理忘得差不多了，坑爹的大学。