题目内容
如图所示,宽为L=1 m、高为h=7.2 m、质量为M=8 kg、上表面光滑的木箱在水平地面上运动,木箱与地面间的动摩擦因数为μ=0.2。当木箱速度为v0=3 m/s时,在木箱上表面的右端轻轻地放上一个质量m=2 kg的光滑小铁块(可视为质点),g取10m/s2.求:
(1)小铁块与木箱脱离时长木箱的速度大小v1;
(2)小铁块刚着地时与木箱左端的距离.
(1)2m/s(2)1m
解析:
(1)小铁块在木箱上的过程,对木箱利用动能定理得-
-μ(M+m)g×L=Mv12-Mv02 ① (5分)
代入数值解得v1=2m/s. ② (3分)
(2)铁块离开木箱后做自由落体运动,下落时间为t==1.2s ③ (3分)
铁块离开后木箱的加速度大小为a2=μg=2m/s ④ (2分)
从铁块离开到木箱停下所用的时间为t2==1s ⑤ (2分)
因为t2<t,所以,木箱静止后,铁块才着地,故铁块着地时与木块左端距离
s2=v1t2-a2t22 ⑥ (2分)
代入数值解得s2=1m⑦
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