如圖所示，長L=1.5m，高h=0.45m，質量M=10kg的長方體木箱，在水平面上向右做直線運動．當木箱的速...

問題詳情：

如圖所示，長L=1.5m，高h=0.45m，質量M=10kg的長方體木箱，在水平面上向右做直線運動．當木箱的速度v0=3.6m/s時，對木箱施加一個方向水平向左的恆力F=50N，並同時將一個質量m=1kg的光滑小球輕放在距木箱右端的P點（小球可視爲質點，放在P點時相對於地面的速度爲零），經過一段時間，小球脫離木箱落到地面．木箱與地面的動摩擦因數爲0.2，其他摩擦均不計．取g=10m/s2．求：

（1）小球從離開木箱開始至落到地面所用的時間；

（2）透過計算說明小球是從木箱左端還是右端掉下

（3）小球離開木箱時木箱的速度．

【回答】

       解：（1）木箱上表面的摩擦不計，因此小球在離開木箱前相對地面處於靜止狀態，離開木箱後將作自由落體運動．

由，得：

小球從離開木箱開始至落到地面所用的時間爲0.3s．

（2）小球放到木箱後，木箱的加速度爲：

木箱向右運動的最大位移爲：

小球放上P點後，木箱向右運動的最大位移爲0.9m．

x1小於1m，所以小球不會從木箱的左端掉下

（3）木箱向左運動的加速度爲：

設木箱向左運動的距離爲x2時，小球脫離木箱，則：

設木箱向左運動的時間爲t2，則：

由

得：

所以，小球離開木箱的瞬間，木箱的速度方向向左，大小爲：v2=a2t2=2.8×1=2.8m/s；

答：（1）小球從離開木箱開始至落到地面所用的時間爲0.3s；

（2）木塊從右端滑下；

（3）小球離開木箱時木箱的速度爲2.8m/s

知識點：牛頓運動定律的應用

題型：計算題