(1)小车A受力如图所示,重力Mg、水平面的支持力FN1,木块的压力FN2、水平向右的滑动摩擦力F1.
设小车的加速度为a1 根据牛顿第二定律得 F1=Ma1, 又F1=μFN2 木块B的受力如图所示,重力mg、木块的支持力FN2、水平向左的滑动摩擦力F1和水平力F,且竖直方向力平衡,有mg=FN2、 联立以上三式得 a1= 代入解得,a1=0.4m/s2,方向水平向右. (2)当水平恒力F=5N时: 根据牛顿第二定律,设小木块B的加速度为a2 对木块B 有F-F1=ma2
代入数据,小木块B的加速度 a2=3.0 m/s2 设小木块B从小车A的右端与A脱离时,经历的时间为t,A的位移为s,速率为vA,B的位移为(s+L),速率为vB. 由于A、B均做初速度为零的匀加速直线运动,有 s+L=a2t2,vA=a1t,vB=a2t 代入解得,s=0.20m,s+L=1.5m,t=1s,vA=0.4m/s,vB=3m/s (3)水平恒力F所做的功为W=F(s+L)=7.5J 答: (1)木块B在平板小车A上滑行时,小车A的加速度大小为0.4m/s2,方向水平向右. (2)若F=5N,木块B和小车A脱离时的速率分别是4m/s和3m/s; (3)从木块B刚开始运动到A、B脱离的过程中,水平恒力F对木块B所做的功为7.5J. |