如图所示，长L=1.5m，高h=0.45m，质量M=10kg的长方体木箱，在水平面上向右做直线运动．当木箱的速...

问题详情：

如图所示，长L=1.5m，高h=0.45m，质量M=10kg的长方体木箱，在水平面上向右做直线运动．当木箱的速度v0=3.6m/s时，对木箱施加一个方向水平向左的恒力F=50N，并同时将一个质量m=1kg的光滑小球轻放在距木箱右端的P点（小球可视为质点，放在P点时相对于地面的速度为零），经过一段时间，小球脱离木箱落到地面．木箱与地面的动摩擦因数为0.2，其他摩擦均不计．取g=10m/s2．求：

（1）小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间；

（2）通过计算说明小球是从木箱左端还是右端掉下

（3）小球离开木箱时木箱的速度．

【回答】

       解：（1）木箱上表面的摩擦不计，因此小球在离开木箱前相对地面处于静止状态，离开木箱后将作自由落体运动．

由，得：

小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间为0.3s．

（2）小球放到木箱后，木箱的加速度为：

木箱向右运动的最大位移为：

小球放上P点后，木箱向右运动的最大位移为0.9m．

x1小于1m，所以小球不会从木箱的左端掉下

（3）木箱向左运动的加速度为：

设木箱向左运动的距离为x2时，小球脱离木箱，则：

设木箱向左运动的时间为t2，则：

由

得：

所以，小球离开木箱的瞬间，木箱的速度方向向左，大小为：v2=a2t2=2.8×1=2.8m/s；

答：（1）小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间为0.3s；

（2）木块从右端滑下；

（3）小球离开木箱时木箱的速度为2.8m/s

知识点：牛顿运动定律的应用

题型：计算题