有关力学的一道物理题

题目

有关力学的一道物理题
在水平长直的轨道上,有一长为L=2米的平板车在外力控制下保持速度v=4m/s做匀速直线运动,某时刻将一质量为m=1kg的小滑块轻放在车面的中点,平板车在外力控制下仍然保持4m/s速度匀速直线运动,滑块与车之间动摩擦因数µ=0.2,g取10m/s²,则1）当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相反的恒力F,要保证滑块不从车的左边掉下,恒力F的大小应该满足什么条件?2）在1的条件下,力F取最小值,要保证滑块不从车上掉下,力F的作用时间应该在什么范围内?

答案

1,地面为参照系,滑块为研究对象,向前为正方向
f-F=µmg-F=ma,a=µg-F/m
V^2=2as(s表示从放上滑块到滑块与平板车没有相对运动这段时间t走过的相对于地面的位移)
t=v/a
s=V^2/2a=V^2/[2(µg-F/m)]=16/[2(0.2*10-F)]=8/(2-F)
滑块在平板车上的相对位移D
D=（Vt-s)=8/(2-F)