题目内容
【题目】如图所示,木块A的质量mA=1 kg,长木板B的质量mB=4 kg,长度L=1 m,质量为mC=1 kg的木块C(可视为质点)置于长木板B的右端,水平面光滑,B、C之间有摩擦,开始时B、C均静止。现使A以v0=10 m/s的初速度向右匀速运动,与B碰撞后以vA=6 m/s速度弹回,C恰好不滑离长木板B。重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)B运动过程中的最大速度;
(2)B、C之间的动摩擦因数。
【答案】(1)4m/s (2)0.64
【解析】
A与B发生碰撞B获得速度,开始做匀减速直线运动,所以A与B碰后一瞬间,B速度最大;当BC速度相同时,两者相对静止;根据动量守恒和能量守恒求解C运动过程中的最大速度大小和整个过程中系统损失的机械能,即可求出摩擦因数。
(1)AB碰撞瞬间,时间极短,内力远大于外力,AB组成的系统动量守恒,设水平向右为正方向
则:,解得:;
因碰撞后,B和C继续相互作用的过程中,B要减速,所以,AB碰撞完成时B的速度即为其最大速度
故B运动过程中的最大速度为4m/s;
(2)由题意可知B、C组成的系统动量守恒,C出现在B的左端时,二者恰好共速
所以:
该过程中,根据能量守恒定律:
解得:
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