题目内容
【题目】如图所示,质量m=2kg的平板车静止在光滑水平面上.质量M=3kg的小滑块以v0=2m/s的水平速度滑上平板车,滑块与平板车之间的动摩擦因数μ=0.4.平板车足够长,以至滑块不会从平板车上掉下.取g=10m/s2 . 求
(1)平板车与滑块共同运动的速度;
(2)此过程中产生的热量;
(3)滑块在平板车上运动的距离.
【答案】
(1)解:以小滑块和平板车组成的系统为研究对象,因系统所受的合力为零,所以系统动量守恒,规定向右的方向为正方向,由动量守恒定律得:
Mv0=(M+m)v
解得 v=1.2m/s
答:平板车与滑块共同运动的速度是1.2m/s;
(2)解:根据能量转化和守恒定律得:
此过程中产生的热量
解得 Q=2.4J
答:此过程中产生的热量是2.4J;
(3)解:设滑块在平板车上运动的距离为L,则 Q=μmgL
解得 L=0.2m
答:滑块在平板车上运动的距离是0.2m.
【解析】(1)以小滑块与平板车组成的系统为研究对象,因为在水平面光滑,系统的合外力为零,所以系统的动量守恒,由动量守恒定律定律求解系统的共同速度;(2)根据能量转化和守恒定律求产生的热量;(3)根据系统克服摩擦力做功等于产生热量,求解滑块在平板车上运动的距离.
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