题目内容

【题目】如图所示,长为1m的长木板静止在粗糙的水平面上,板的右端固定一个竖直的挡板,长木板与挡板的总质量为M =lkg,板的上表面光滑,一个质量为m= 0.5kg的物块以大小为 t0=4m/s的初速度从长木板的左端滑上长木板,与挡板碰撞后最终从板的左端滑离,挡板对物 块的冲量大小为2. 5N s,已知板与水平面间的动摩擦因数为= 0.5,重力加速度为g=10m/s2,不计物块与挡板碰撞的时间,不计物块的大小。求:

1)物块与挡板碰撞后的一瞬间,长木板的速度大小;

2)物块在长木板上滑行的时间。

【答案】12.5m/s2

【解析】

(1)设物块与挡板碰撞后的一瞬间速度大小为

根据动量定理有:

解得:

设碰撞后板的速度大小为,碰撞过程动量守恒,则有:

解得:

(2)碰撞前,物块在平板车上运动的时间:

碰撞后,长木板以做匀减速运动,加速度大小:

设长木板停下时,物块还未滑离木板,木板停下所用时间:

在此时间内,物块运动的距离:

木板运动的距离:

由于,假设成立,木板停下后,物块在木板上滑行的时间:

因此物块在板上滑行的总时间为:

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