题目内容
如图所示,长为L的平板小车C静止在光滑水平面上,现有A、B两个小物体(可视为质点)分别从小车C的左、右两端同时水平地滑上小车,初速度VA=V0,VB=3V0,两物体与小车间的动摩擦因数相同,三物体的质量之比mA︰mB︰mC=1︰1︰2,最后两物体恰好相遇而未碰撞,且与小车C相对静止,若重力加速度为g.求:
(1)两物体与小车间的动摩擦因数µ.
(2)A物体相对于地面向右运动的最大位移SA.
(1)设A物体的质量为m,A、B、C组成的系统,设其最终的共同速度为v,则由题意,根据动量守恒定律有:
mvB-mvA=4mv (4分) 解得 v=
v0 (1分)
设A、B物体相对于C的位移分别为S1、S2,则由题意,根据能的转化和守恒定律有:
μmgS1+μmgS2=
mvA2+
mvB2-
×4mv2 (4分)
而S1+S2=L (1分) 解得 μ=
(2分)
(2)当A物体对地面的速度为零时,其向右运动的位移最大,对A物体,根据动能定理有:
-μmgSA=0-
mvA2 (4分) 解得SA=
(2分)
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