Question

【題目】如圖所示，質量為20kg的平板小車的后端放有質量為10kg的小鐵塊，它與車之間的動摩擦因數為0.5。開始時，車以速度6m/s向左在光滑的水平面上運動，鐵塊以速度6m/s向右運動。（g=10m/s2）求：

（1）小車與鐵塊共同運動的速度。

（2）小車至少多長，鐵塊才不會從小車上掉下去。

（3）系統產生的內能是多少？

Answer 1

【答案】（1），方向向左（2）9.6m（3）480J

【解析】試題分析：（1）對車和鐵塊組成的系統為研究對象，系統所受的合力為零，動量守恒，即可求出小車與鐵塊共同運動的速度．（2）應用動能定理求出小車與小鐵塊的位移，然后求出車的長度．（3）系統產生的內能，即摩擦產生的熱量，L即是車的長度．

（1）m與M所受合外力為零，故其動量守恒，取向左為正方向，

則有： ，即

解得，為正，所以方向向左

（2）由動能定理得：對小車，

對木塊： ，

鐵塊恰好不掉下時，
聯立并代入數據解得： ；

（3）系統產生的內能