如图所示,在水平长直轨道上,有一长度L=8m的平板车在外力控制下始终保持以v=5m/s的速度向右做匀速直线运动.某时刻将一质量m=2kg的小滑块放到车面的中点,滑块与车面间的动摩擦因数μ=0

如图所示,在水平长直轨道上,有一长度L=8m的平板车在外力控制下始终保持以v=5m/s的速度向右做匀速直线运动.某时刻将一质量m=2kg的小滑块放到车面的中点,滑块与车面间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2

(1)若滑块的初速度为零,求它在车上滑动过程的加速度;
(2)在(1)的情况下,求滑块滑出平板车时的动能;
(3)若以与车运动方向相同、大小为v0的初速度释放滑块,为使滑块不从车上掉下,v0应满足什么条件?
物理人气:664 ℃时间:2019-10-06 21:43:44
优质解答
(1)设滑块的加速度大小为a,则有μmg=ma
代入数据得  a=2m/s2
方向与平板车运动速度方向相同.
(2)设经过t时间滑块从平板车上滑出,则有vt−
1
2
at2
L
2

代入数据解得  t=1s或4s(舍去)
滑块滑出平板车时的动能  Ek
1
2
m(at)2

代入数据得  Ek=4J;
(3)设满足条件初速度的最小和最大值分别为v1、v2,则有:
v(
v−v1
a
)−
v2v12
2a
L
2

v22v2
2a
−v(
v2−v
a
)=
L
2

代入数据解得v1=1m/s,v2=9m/s.
则v0应满足的条件为1m/s≤v0≤9m/s.
答:(1)它在车上滑动过程的加速度为2m/s2,方向与平板车运动速度方向相同.
(2)滑块滑出平板车时的动能为4J.
(3)为使滑块不从车上掉下,v0应满足1m/s≤v0≤9m/s.
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