分析 (1)若小鐵塊相對小車向左運動的位移大于1m時,將從小車的上表面掉下來.根據(jù)牛頓第二定律和速度時間公式求出兩者從開始到共速所用時間,再由位移時間公式求出兩者相對地面的位移,求得相對位移,從而作出判斷.
(2)小鐵塊放到車面上后,向右做勻加速運動,小車也向右做勻加速運動.當(dāng)鐵塊恰好滑到小車的最左端時速度與車相同時,恒力F取得最小值,根據(jù)運動學(xué)公式和位移關(guān)系,求出小車的加速度,再根據(jù)牛頓第二定律求出F的最小值.
解答 解:(1)小鐵塊運動的加速度 a=$\frac{μmg}{m}$=μg=2m/s2.
假設(shè)小鐵塊不從小車上掉下來,從放到小車上到兩者共速所經(jīng)歷的時間 t=$\frac{{v}_{0}}{a}$=$\frac{4}{2}$=2s
兩者相對位移大小△x=v0t-$\frac{{v}_{0}}{2}t$=$\frac{{v}_{0}}{2}t$=$\frac{4}{2}×$2m=4m
由于△x>$\frac{L}{2}$=1m,所以小鐵塊會從小車的上表面掉下來.
(2)小鐵塊剛到達(dá)車左端時與車速度相同,對應(yīng)的力F最小,設(shè)這種情況下,小滑塊從放上車至與車速度相等經(jīng)歷的時間為t′,加速度為a′,則
車在時間t內(nèi)位移:x=v0t′;
小滑塊在時間t內(nèi)位移 x′=$\frac{1}{2}$v0t′,
又 x-x′=$\frac{L}{2}$,v0=at′,
由以上幾式可解得:a=8m/s2,
由牛頓第二定律:F+μmg=ma
解得:F=6N,故為使小鐵塊不會從小車上表面的最左端掉下來,F(xiàn)應(yīng)滿足的條件是:F≥6N.
答:
(1)小鐵塊會從小車的上表面掉下來.
(2)為使小鐵塊不會從小車上表面的最左端掉下來,F(xiàn)應(yīng)滿足的條件是:F≥6N.
點評 本題的關(guān)鍵要明確鐵塊和小車的運動情況,抓住鐵塊從小車上滑下的前提是兩者相對位移小于$\frac{L}{2}$.結(jié)合牛頓第二定律和運動學(xué)公式研究.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 1.5 m/s | B. | $\sqrt{3}$m/s | C. | 4 m/s | D. | 5 m/s |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 勻速圓周運動的速度不改變 | |
B. | 向心加速度描述做圓周運動的物體線速度方向變化的快慢 | |
C. | 勻速圓周運動的向心力和向心加速度總是指向圓心,方向不變 | |
D. | 物體做圓周運動時的向心力就等于它所受的合外力 |
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