题目内容
如图所示,质量为M=6 kg的滑板B静止在光滑水平面上,滑板的右端固定一轻弹簧。滑板的最左端放一可视为质点的小物体A,弹簧的自由端C与A相距L=1 m。弹簧下面的那段滑板是光滑的,C左侧的那段滑板是粗糙的,物体A与这段粗糙滑板间的动摩擦因数为μ=0.2,A的质量m=2 kg。滑板受到水平向左恒力F作用1s后撤去,撤去水平力F时A刚好滑到C处,g取10 m/s2,求:(1)撤去恒力F作用时小物体A的和滑板的速度各为多大?
(2)A压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能EP;
(3)试通过计算说明撤去F后,小物体能否与滑板相分离?若能,分离后物体和滑板的速度各为多大?若不能,小物体将停止在滑板上的什么位置?
解: (1)在这1s内滑板B和小物体A均向左做匀加速运动,对A有:m/s2 =2 m/s2m =1m 这1s内滑板B的位移为:m 对B有: 得: m/s2撤去水平力F时,A、B的速度:m/s , m/s(2)当A、B速度相等(设为)时弹簧的弹性势能最大,则对A、B由动量守恒有: 则: m/s由能量关系 : J (3)撤去F后,设小物体没有滑出滑板,且共同速度为v/,且相对C点的位移为s,则对A、B由动量守恒: 解得:v/=3.5 m/s 由能量关系 : 解得: s=0.75 m<1 m即小物体没有滑出滑板,两者不会分离,小物体将停在距C点0.75 m处
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