题目内容

15.如图所示,光滑水平面上停着一质量M=2.0kg的平板车B,车板距水平面的高度h=0.20m.一质量m=1.0kg的小滑块A以大小v0=4.0m/s的水平初速度向右滑上平板车,经过一段时间后脱离了平板车,此时滑块的速度vA=2.0m/s.已知滑块与车板之间的滑动摩擦力f=5.0N,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)A从脱离平板车到落地的过程,平板车B的位移大小.
(2)平板车B的车板长度.

分析 (1)A、B组成的系统动量守恒,由动量守恒定律可以求出B的速度,由平抛运动规律求出A的运动时间,然后由x=vt求出B的位移.
(2)与能量守恒定律可以求出B的长度.

解答 解:(1)A、B系统动量守恒,以向右为正方向,
由动量守恒定律得:mv0=mvA+MvB,
代入数据解得:vB=1m/s,
A离开B后做平抛运动,h=$\frac{1}{2}$gt2,
代入数据解得:t=0.2s,
B的水平位移:x=vBt=1×0.2=0.2m;
(2)对A、B系统,由能量守恒定律得:
$\frac{1}{2}$mv02=μmgL+$\frac{1}{2}$mvA2+$\frac{1}{2}$MvB2,
代入数据解得:L=1m;
答:(1)A从脱离平板车到落地的过程,平板车B的位移大小为1m/s.
(2)平板车B的车板长度为1m.

点评 本题考查了求速度、平板车的长度,分析清楚运动过程,应用动量守恒定律、平抛云的规律、匀速运动的位移公式、能量守恒定律即可正确解题.

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