Question

（12分）如图质量M=8kg的小车停放在光滑水平面上，在小车右端施加一水平恒力F=8N，当小车向右运动速度达到3m/s时，在小车的右端轻放一质量m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2，假设小车足够长，问：

①经过多长时间物块停止与小车间的相对运动？

②小物块从放到车上开始经过=3.0s所通过的位移是多少？

Answer

（1）2s（2）8.4m

【解析】

试题分析：(1) 对滑块受力分析有：f=umg=ma1,

则a1=ug=2m/s2,

又v=a1t1

对小车受力分析有：F-f=Ma2,解得：a2=0.5m/s2,

根据v=v0+a2t1

联立得：t1=2s , v=4m/s

（2）滑块与车共速后的加速度： a3=F/(M+m) = 0.8m/s2 ,滑块在前t1=2s以加速度a1= 2m/s2 匀加速运动，后t2=1s滑块与车共速以 a3=0.8m/s2匀加速运动。前2s的位移：x1=a1t12=4m

后1s的位移: x2=vt2+a3t22=4.4m

X=x1+x2=8.4m

考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的规律

【名师点睛】该题考查牛顿第二定律及匀变速直线运动的规律的应用问题，是相对运动的典型例题，要认真分析两个物体的受力情况，正确判断两物体的运动情况，再根据运动学基本公式求解，此题设计两个物体的多个过程，难度适中。