如图所示,长L=5m,高h=0.45m,质量M=10kg的长方体木箱,在水平面上向右做直线运动,木箱上表面光滑,下表面与地面的动摩擦因数为μ=0.2.当木箱的速度v0=3.6m/s时,立即对木箱施加一个方向

如图所示,长L=5m,高h=0.45m,质量M=10kg的长方体木箱,在水平面上向右做直线运动,木箱上表面光滑,下表面与地面的动摩擦因数为μ=0.2.当木箱的速度v0=3.6m/s时,立即对木箱施加一个方向水平向左的恒力F=50N,并同时将一个质量m=1kg的小物块轻放在距木箱右端0.5m处的P点(小物块可视为质点,放在P点时相对于地面的速度为零),经过一段间小物块脱离木箱落到地面.取g=10m/s2,求:

(1)从小物块放在P点开始,木箱向右运动的最大距离;
(2)小物块离开木箱时木箱的速度大小;
(3)小物块落地时离木箱右端的距离.
物理人气:216 ℃时间:2019-09-16 20:29:57
优质解答
(1)小物块放到木箱上后相对地面静止.对木箱有
根据牛顿第二定律得:F+μ(M+m)g=Ma1
代入解得,a1=7.2 m/s2 
木箱向右运动的最大距离x1
v20
2a1
=0.9m 
(2)木箱向左运动时
对木箱有F-μ(M+m)g=Ma2
a2=2.8 m/s2 
木箱左移x2=(0.5+0.9)m=1.4m时小物块从右端掉下
v21
=2a2x2

小物块离开木箱时木箱的速度大小v2=2.8m/s  
(3)小物块离开木箱后
对木箱有F-μMg=Ma3
得到a3=3m/s2 
小物块离开木箱自由落体时间t=
2h
g
=0.3 s 
小物块落地时离木箱右端的距离x3v1t+
1
2
a3t2
=0.975m 
答:
(1)从小物块放在P点开始,木箱向右运动的最大距离为0.9m;
(2)小物块离开木箱时木箱的速度大小为2.8m/s;
(3)小物块落地时离木箱右端的距离为0.975m.
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