题目内容

【题目】如图所示,质量为M且足够长的木板静止在光滑水平面上,木板的右侧有一墙壁。一质量为m的物块以速度v0由木板左侧滑上木板,已知木板与物块质量关系为M = 3m,物块与木板间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,木板与墙壁碰撞不损失动能。

(1)若它们达到共同速度后木板跟墙壁发生碰撞并反弹运动,最终物块能在木板上滑行多少距离

(2)若要求木板与墙壁能发生第二次碰撞,木板右侧与墙壁间的距离应满足什么条件

【答案】(1);(2)

【解析】

(1)选取向右为正方向,设木板、物块达到的共同速度为,由动量守恒得

又

解得:

碰撞后,木板原速弹回,由于此时Mv1>mv1,可知,最终木板和物块将以共同速度v2向左运动,由动量守恒得

解得:

负号表示方向向左,设整个运动过程中物块在木板上滑行的距离为L,由能量关系得

代入数值得

(2)设木板碰墙瞬间,物块、木板的速度为v、,由动能定理得

动量守恒得

若要发生第二次碰撞,要求

木板右侧与墙壁间的距离x应满足

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