Question

如圖所示，一質(zhì)量m=1kg、長L=2.7m的平板車，A、B是其左右兩個(gè)端點(diǎn)，其上表面距離水平地面的高度為h=0.2 m。平板車以速度υ₀=4 m/s向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從某時(shí)刻起對(duì)平板車施加一個(gè)大小為5N的水平向左的恒力F，并同時(shí)將一個(gè)小球輕放在平板車上的P點(diǎn)（小球可視為質(zhì)點(diǎn)，放在P點(diǎn)時(shí)相對(duì)于地面的速度為零），已知P點(diǎn)到平板車B端的距離。經(jīng)過一段時(shí)間，小球從平板車上脫離后落到地面上。不計(jì)所有摩擦力，取g=10 m/s²。求

（1）小球離開平板車所用的時(shí)間；

（2）小球落地瞬間，平板車的速度和小球與小車的水平距離。

Answer 1

【參考答案】（1）1.8s（2）6m/s；1.1m

【命題立意】考查學(xué)生運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決物理問題的能力。

【解    析】

解：（1）對(duì)平板車施加恒力F后，平板車向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為

                                                     （2分）

平板車速度減為零時(shí)，向右的位移為，所用時(shí)間為

<                            （2分）

                                         （1分）

此后平板車向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，小球再經(jīng)過時(shí)間從平板車右端B落下

                                         （2分）

                                                （1分）

小球離開平板車所需時(shí)間                  （1分）

（2）小球剛離開平板車瞬間平板車速度         （1分）

小球離開車后做自由落體運(yùn)動(dòng)，設(shè)下落時(shí)間為,則（1分）

                                      （1分）

所以小球落到地面時(shí)，平板車的速度    （1分）

此時(shí)小球與平板車的水平距離          （1分）