题目内容
【题目】如图所示,一块足够长的木板,放在光滑的水平面上,在木板上自左向右放着序号是1、2、3、…19的19个木块,所有木块的质量均为m,与木板间的动摩擦因数都相同。开始时,木板静止不动,第 1、2、3、…19号木块的初速度分别是v0、2v0、3v0、…19v0,方向都向右,木板的质量与所有的木块的总质量相同,最终所有木块与木板以共同的速度匀速运动.设木块之间均无相互碰撞,木板足够长,则( )
A. 所有木块与木板一起匀速运动的速度为5v0
B. 所有木块与木板一起匀速运动的速度为9.5v0
C. 第1号木块与木板刚好相对静止时的速度为
D. 每个木块在与木板刚好相对静止时的速度为其最小值
【答案】ACD
【解析】
物体组成的系统,所受合外力为零,系统的动量守恒,根据动量守恒定律求出最终一起匀速运动的共同速度,根据动量守恒定律和动量定理研究,可求出刚相对静止时的速度.
A、设所有木块与木板一起匀速运动的速度为v,系统受合外力为零,根据动量守恒定律得:mv0+2mv0+3mv0+…+19mv0=219mv,解得:v=5v0,故A正确,B错误.
C、设木块与木板之间的动摩擦因数为,经过t时间第1号物块与木板刚好相对静止,共同速度为v1,根据动量定理得
对第一个木块:-μmgt=m(v1-v0)
对木板:19μmgt=19mv1
联立解得:v1=v0,故C正确.
D、第1号物块到达速度v1=v0之后,又会随木板做加速运动.所以v0就是第1号物块的最小速度.同理可得,第k号(k19)物块的最小速度就是它与木板相对静止瞬间的速度.故D正确.
故选:A、C、D.
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