题目内容

如图所示,n个相同的木块(可视为质点),每块的质量都是m,从右向左沿同一直线排列在水平桌面上,相邻木块间的距离均为l,第n个木块到桌面的距离也是l,木块与桌面间的动摩擦因数为μ.开始时,第1个木块以初速度v0向左滑行,其余所有木块都静止,在每次碰撞后,发生碰撞的木块都粘在一起运动.最后第n个木块刚好滑到桌边而没有掉下.

(1)求在整个过程中因碰撞而损失的总动能.

(2)求第i次(i≤n-1)碰撞中损失的动能与碰撞前动能之比.

(3)若n=4,l=0.10 m,v0=3.0 m/s,重力加速度g=10 m/s2,求μ的数值.

答案:
解析:

  (1)整个过程木块克服摩擦力做功为

  

  根据功能关系,整个过程中由于碰撞而损失的总动能为

  

  (2)设第i次碰撞前木块的速度为vi,碰撞后速度为,则

  碰撞中损失的动能与碰撞前动能之比为

  

  (3)初动能为

  第1次碰撞前

  第1次碰撞后

  第2次碰撞前

  第2次碰撞后

  第3次碰撞前

  第3次碰撞后

  据题意有

  带入数据,联立求解得μ=0.15.


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