题目内容

【题目】如图所示,在光滑的水平面上放置一个质量为2m的木板B,B的左端放置一个质量为m的物块A,已知A、B之间的动摩擦因数为μ,现有质量为m的小球以水平速度v0飞来与A物块碰撞后立即粘住,在整个运动过程中物块A始终未滑离木板B,且物块A和小球均可视为质点(重力加速度g).求:

(1)物块A相对B静止后的速度大小;

(2)板B至少多长.

【答案】(1)0.25v0 (2)

【解析】小球与A碰撞过程中动量守恒,三者组成的系统动量也守恒,结合动量守恒定律求出物块A相对B静止后的速度大小.

对子弹和A共速后到三种共速的过程,运用能量守恒定律求出木板的至少长度.

设小球和物体A碰撞后二者的速度为v1,三者相对静止后速度为v2,规定向右为正方向,根据动量守恒,得

mv0=2mv1

2mv1=4mv2

联立①②得,v2=0.25v0.

当A在木板B上滑动时,系统的动能转化为摩擦热,设木板B的长度为L,假设A刚好滑到B的右端时共速,则由能量守恒,得

·2mv·4mv=μ2mgL③

联立①②③式,得L=

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