Question

（14分）如右圖所示，一輛上表面光滑的平板小車(chē)長(zhǎng)L＝2 m，車(chē)上左側(cè)有一擋板，緊靠擋板處有一可看成質(zhì)點(diǎn)的小球．開(kāi)始時(shí)，小車(chē)與小球一起在水平面上向右做勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小為v₀＝5 m/s.某時(shí)刻小車(chē)開(kāi)始剎車(chē)，加速度大小a＝4 m/s².經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，小球從小車(chē)右端滑出并落到地面上．求：

(1)從剎車(chē)開(kāi)始到小球離開(kāi)小車(chē)所用的時(shí)間；

(2)小球離開(kāi)小車(chē)后，又運(yùn)動(dòng)了t₁＝0.5 s落地．小球落地時(shí)落點(diǎn)離小車(chē)右端多遠(yuǎn)？

 

Answer 1

【答案】

(1) t＝1 s.(2)Δx＝2.375 m.

【解析】(1)剎車(chē)后小車(chē)做勻減速運(yùn)動(dòng)，小球繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t，小球離開(kāi)小車(chē)，經(jīng)判斷知此時(shí)小車(chē)沒(méi)有停止運(yùn)動(dòng)，則x_球＝v₀t  （2分）x_車(chē)＝v₀t－at²（2分）

x_球－x_車(chē) ＝L（2分）

代入數(shù)據(jù)可解得：t＝1 s. （1分）

(2)經(jīng)判斷小球離開(kāi)小車(chē)又經(jīng)t₁＝0.5 s落地時(shí)，小車(chē)已經(jīng)停止運(yùn)動(dòng)．設(shè)從剎車(chē)到小球落地，

小車(chē)和小球總位移分別為x₁、x₂，則：  x₁＝（2分）

x₂＝v₀(t＋t₁) （2分）

設(shè)小球落地時(shí)，落點(diǎn)離小車(chē)右端的距離為Δx，則：    Δx＝x₂－(L＋x₁) （2分）

解得：Δx＝2.375 m. （1分）

本題考查力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，小球水平方向不受外力，小車(chē)剎車(chē)后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，而小球保持原來(lái)速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，由兩物體的位移差為L(zhǎng)可求得運(yùn)動(dòng)時(shí)間，小球飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)豎直高度求運(yùn)動(dòng)時(shí)間，由兩物體水平方向的運(yùn)動(dòng)求得距離差值

點(diǎn)評(píng)：高中物理主要有兩大問(wèn)題，由受力判斷運(yùn)動(dòng)或由運(yùn)動(dòng)求解受力問(wèn)題，已知受力判斷運(yùn)動(dòng)的步驟是先分析受力，再由受到的力判斷運(yùn)動(dòng)過(guò)程，轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題求解