Question

如图，一滑块通过长度不计的短绳拴在小车的板壁上，小车上表面光滑．小车由静止开始向右匀加速运动，经过2s，细绳断裂．细绳断裂后，小车的加速度不变，又经过一段时间，滑块从小车左端掉下，在这段时间内，已知滑块相对小车前3s内滑行了4.5m，后3s内滑行了10.5m．求
（1）小车底板长是多少？
（2）从小车开始运动到滑块离开车尾，滑块相对于地面移动的距离是多少？

Answer

（1）绳子断裂前，物块和小车一起做匀加速运动，绳子断裂后，小车以不变的加速度做匀加速运动，物块做匀速直线运动，根据滑块相对小车前3s内滑行了4.5m，求出绳子断裂时的速度，再根据后3s内滑行了10.5m，求出后3s内的初速度，从而确定滑块在小车上运动的总时间，分别求出小车和木块的位移，两者位移之差为小车的板长．
（2）滑块相对于地面做匀速直线运动，根据s滑=v1t总求出相对于地面移动的距离．
【解析】
设小车加速度为a．断裂时，车和物块的速度为v1=at=2a．断裂后，小车的速度v=v1+at，小车的位移
，滑块的位移s2=v1t
前3s，
设后3s初速度为v1′，则小车的位移，滑块的位移s2′=v1t
s1′-s2′=3v1′+4.5-3v1=10.5m，解得v1′=4m/s
由此说明后3s实际上是从绳断后2s开始的，滑块与小车相对运动的总时间为t总=5s．
（1）小车底板总长=
（2）滑块在这段时间内的对地位移，s滑=v1t总=10m