在水平長(zhǎng)直的軌道上,有一長(zhǎng)度為L(zhǎng)的平板車(chē)在外力控制下始終保持速度v
0做勻速直線運(yùn)動(dòng).某時(shí)刻將一質(zhì)量為m的小滑塊輕放到車(chē)面的中點(diǎn),滑塊與車(chē)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.
(1)證明:若滑塊最終停在小車(chē)上,滑塊和車(chē)摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能與動(dòng)摩擦因數(shù)μ無(wú)關(guān),是一個(gè)定值.
(2)已知滑塊與車(chē)面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,滑塊質(zhì)量m=1kg,車(chē)長(zhǎng)L=2m,車(chē)速v
0=4m/s,取g=10m/s
2,當(dāng)滑塊放到車(chē)面中點(diǎn)的同時(shí)對(duì)該滑塊施加一個(gè)與車(chē)運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力F,要保證滑塊不能從車(chē)的左端掉下,恒力F大小應(yīng)該滿(mǎn)足什么條件?
(3)在(2)的情況下,力F取最小值,要保證滑塊不從車(chē)上掉下,力F的作用時(shí)間應(yīng)該在什么范圍內(nèi)?