Question

【題目】如圖所示，長為5m的平板車A靜止在光滑的水平面上，可視為質(zhì)點的滑塊B位于其左端。已知兩者質(zhì)量分別為, ,B與A間的動摩擦系數(shù)。先對B施加水平向右大小為7N的恒力F，使其開始運動。取重力加速度g = 10m/s2。

(1)求F作用瞬間，A的加速度大小；

(2)當(dāng)B在A上滑行1.5m時，撤去恒力F，試求恒力F所做的功；

(3)試求在(2)問所述情境，全過程A、B組成的系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量Q。

Answer 1

【答案】(1) 1m/s2 (2) 14J (3) 7.875J

【解析】 (1)F作用瞬間，對A由牛頓第二定律得： ①

解得 ②

(2)F作用時，對B由牛頓第二定律得： ③

解得：

由題意得： ④

該過程中有： ⑤

又 ⑥

有②~⑥式并代入數(shù)據(jù)解得： ， 。

（3）在撤掉外力F瞬間，此時刻： ，

由于，則以后B做減速運動，加速度，

A做加速運動，加速度不變?nèi)匀粸椋?/span>

若二者最終共速而且B不從A上掉下，則根據(jù)動量守恒：

則，

則根據(jù)運動學(xué)功： ， ，

，說明A、B最終不分離，有共同速度；

根據(jù)能量守恒：