如圖所示,水平向右的恒力F=8N,作用在靜止于光滑水平面上質(zhì)量為M=8kg的小車上,當小車的速度達到v
0=1.5m/s時,在小車右端相對地面無初速度地放上一個質(zhì)量為m=2kg的小物塊,物塊與小車間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,小車足夠長,設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等,g取10m/s
2.求:
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/4b90f603738da9777fed0d9ab351f8198718e345.jpg)
(1)從物塊放上小車開始計時,經(jīng)多長時間t物塊與小車剛好達到共同速度;
(2)從物塊放上小車到物塊與小車剛好達到共同速度的過程,摩擦力對物體做功的平均功率P和系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q.
(1)放上小物塊后,由牛頓第二定律得:
小車的加速度a
1=
=0.5m/s
2物塊的加速度a
2=
=μg=2m/s
2設共同速度為v,對小車有v=v
0+a
1t
對物塊有v=a
2t
解得v=2m/s,t=1s.
(2)對小物塊,由動能定理得:W=
mv
2解得W=4J
摩擦力對物體做功的平均功率P=
=4W
小車的位移s
1=
t=1.75m
小物塊的位移s
2=
t=1m
摩擦生熱Q=μmg(s
1-s
2)=3J.
答:(1)物塊與小車剛好達到共同速度所經(jīng)歷的時間為1s.
(2)摩擦力對物體做功的平均功率為4W,系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q為3J.