题目内容
如图所示,质量mA为4.0 kg的木板A放在水平面C上,木板与水平面间的动摩擦因数μ为0.24,木板左端放着质量mB为1.0 kg的小物块B(视为质点),它们均处于静止状态.木板突然受到水平向右的12 N·s的瞬时冲量I作用开始运动,当小物块滑离木板时,木板的动能EkA为8.0 J,小物块的动能EkB为0.50 J,重力加速度取10 m/s2.求:(1)瞬时冲量作用结束时木板的速度v0;
(2)木板的长度L.
(1)3.0 m/s (2)0.50 m
解析:(1)设水平向右为正方向,有I=mAv0,得v0=3.0 m/s.
(2)设A对B,B对A,C对A的滑动摩擦力的大小分别为FAB、FBA和FCA,B在A上滑行时间为t,B离开A时,A和B的速度分别为vA和vB,有-(FBA+FCA)t=mAvA-mAv0
FABt=mBvB
其中FAB=FBA FCA=μ(mA+mB)g
设A、B相对于C的位移大小分别为sA和sB,有
-(FBA+FCA)sA=mAvA2-mAv02
FAB·sB=EkB
又mAvA= mBvB=
木板长L=sA-sB,代入数据得L=0.50 m.
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