Question

如圖，一小車在水平路面上以5m/s的速度勻速行駛，車廂后壁有一架子，距車廂地面高為1．8m，架子上緊貼后壁放有一質量為lkg，可視為質點的光滑小物塊A，若小車突然受到一制動力的作用，使車開始以10m/s²的加速度做勻減速運動，由于慣性，小物塊A向前飛出，（g取10m/s²）求：

（1）小物塊A落到車廂地面前的那一瞬間，重力對A做功的功率

（2）小物塊A落到車廂地面時，落點距車廂后壁的距離。

Answer 1

解：

（1）小車制動后，物塊A做平拋運動，設A落地時間為t

   由：h=gt²    …………………………2′

得：t=0．6s    ………………………………………………………………………………………1′

v_y=gt　　………………………………………………………………………………………1′

P_G=mgv_y………………………………………………………………………………………2′

=60W　　………………………………………………………………………………………1′

（2）∵小車制動后，減速至停止的時間  t₀=v/a=0．5s<t ………………2′

∴小物塊A落地時，小車已停止　………………………………………………………………………1′

小車的位移  s₀=v²/2a　　……………………………………………………………2′　

（s₀=vt₀-at₀²/2也正確，但若時間未與落地時間t相區別者不得公式分）

小物塊A的水平位移  s=vt    ………………………………………………… 2′

物塊A落地時距車前端的距離  △s=s－s₀ ……………………………………………1′

=1．75m   ……………………………………1′