Question

如图，一小车在水平路面上以5m/s的速度匀速行驶，车厢后壁有一架子，距车厢地面高为1．8m，架子上紧贴后壁放有一质量为lkg，可视为质点的光滑小物块A，若小车突然受到一制动力的作用，使车开始以10m/s²的加速度做匀减速运动，由于惯性，小物块A向前飞出，（g取10m/s²）求：
（1）小物块A落到车厢地面前的那一瞬间，重力对A做功的功率
（2）小物块A落到车厢地面时，落点距车厢后壁的距离。

Answer 1

（1）60W（2）1．75m

（1）小车制动后，物块A做平抛运动，设A落地时间为t
由：h=gt2   …………………………2′
得：t=0．6s   ………………………………………………………………………………………1′
vy=gt　　………………………………………………………………………………………1′
PG=mgvy　　　………………………………………………………………………………………2′
=60W　　………………………………………………………………………………………1′
（2）∵小车制动后，减速至停止的时间  t0=v/a=0．5s<t ………………2′
∴小物块A落地时，小车已停止　………………………………………………………………………1′
小车的位移  s0=v2/2a　　……………………………………………………………2′　
（s0=vt0-at02/2也正确，但若时间未与落地时间t相区别者不得公式分）
小物块A的水平位移  s=vt   ………………………………………………… 2′
物块A落地时距车前端的距离 △s=s－s0 ……………………………………………1′
=1．75m  ……………………………………1′