题目内容
【题目】如图所示,在光滑的水平面上有质量M=2kg的木板A,其上表面Q处的左側粗糙,右側光滑,且PQ间距离L=2m,木板A右端挡板(挡板质量不计)上固定一根轻质弹簧,在木板左端的P处有一大小忽略不计、质量m=2kg的滑块B。某时刻木板A以vA=1m/s的速度向左滑行,同时滑块B以vB=5m/s的速度向右滑行,当滑块B与P处相距时(还未经过Q处),二者刚好处于相对静止状态。
(1)求B与A的粗糙面之间的动摩擦因数
(2)若在二者处于相对静止状态时本板A遇到前方某一障碍物,木板A与它相碰后仍以原速率反弹(碰后立即撤去该障得物),求滑块B最終停在木板A上的位置。(g取10m/s2)
【答案】(1)0.6(2)0.17m
【解析】
(1)设M、m共同速度为v,定水平向右为正方向,由动量守恒定律得:
mvB-MvA=(M+m)v
v=2m/s
由能量关系:
代入数据得:μ=0.6
(2)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。由能量守恒定律得:mv-Mv=(M+m)u
代入数据可得:u=0
设B相对A的路程为S,由能量守恒得:(M+m)v2=μmgs
代入数据得:s=m
由于s>,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有:s1=s=0.17m

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