Question

如图，质量M=8.0kg的小车停放在光滑水平面上。在小车右端施加一个F=8.0N的水平恒力。当小车向右运动的速度达到3.0m/s时，在其右端轻轻放上一个质量m=2.0kg的小物块（初速为零），物块与小车间的动摩擦因数μ=0.20，假定小车足够长。求：
（1）经多长时间物块停止在小车上相对滑动？
（2）小物块从放在车上开始，经过t=3.0 s，通过的位移是多少？（取g=10m/s²）

Answer 1

解：（1）对物块：μmg=ma₁，∴a₁=μg=2m/s²
对小车：F-μmg=Ma₂，∴a₂=0.5m/s²
物块在小车上停止相对滑动时，速度相同
则有：a₁t₁=υ₀+a₂t₁
∴t₁=
（2）t₁物块位移x₁=
t₁时刻物块速度υ₁=a₁t₁=4m/s
t₁后M、m有相同的加速度，对M、m整体有：F=（M+m）a₃，∴a₃=0.8m/s²
∴x₂=υ₁（t-t₁）＋=4.4m
∴3S内物块位移x=x₁+x₂=8.4m