题目内容
(09年湘西南名校联考)(15分)在光滑的水平面上有一质量M = 2kg的木板A,其右端挡板上固定一根轻质弹簧,在靠近木板左端的P处有一大小忽略不计质量m = 2kg的滑块B。木板上Q处的左侧粗糙,右侧光滑。且PQ间距离L = 2m,如图所示。某时刻木板A以υA = 1m/s的速度向左滑行,同时滑块B以υB = 5m/s的速度向右滑行,当滑块B与P处相距时,二者刚好处于相对静止状态,若在二者共同运动方向的前方有一障碍物,木板A与它碰后以原速率反弹(碰后立即撤去该障碍物)。求B与A的粗糙面之间的动摩擦因数μ和滑块B最终停在木板A上的位置。(g取10m/s2)
解析:设M、m共同速度为υ,由动量守恒定律得
对A,B组成的系统,由能量守恒
代入数据得 μ = 0.6
木板A与障碍物发生碰撞后以原速率反弹,假设B向右滑行并与弹簧发生相互作用,当A、B再次处于相对静止状态时,两者的共同速度为u,在此过程中,A、B和弹簧组成的系统动量守恒、能量守恒。
由动量守恒定律得
u = 0
设B相对A的路程为s,由能量守恒得
由于,所以B滑过Q点并与弹簧相互作用,然后相对A向左滑动到Q点左边,设离Q点距离为s1
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