题目内容

【题目】如图所示,在光滑的水平面上有一质量M=4kg的平板车,小车右端固定一竖直挡板,挡板的质量不计,一轻质弹簧右端固定在挡板上,在平板车左端P处有一可以视为质点的小滑块,其质量m=2kg。平板车上表面Q点的左侧粗糙,右侧光滑,PQ间的距离L=10m。某时刻平板车以v1=1m/s的速度向左滑行,同时小滑块以v2=8m/s的速度向右滑行。一段时间后,小滑块与平板车达到相对静止,此时小滑块与Q点相距d=5m,取g=10m/s2,求:

(1)小滑块与平板车相对静止时的速度v;

(2)小滑块与平板车之间的动摩擦因数μ;

(3)弹簧可能获得的最大弹性势能Ep。

【答案】(1)v=2m/s,方向水平向右(2)μ=0.54 μ=0.18(3)Ep=18J

【解析】

(1)设M、m共同速度为v,取水平向右为正方向,由动量守恒定律

解得

v=2m/s

方向水平向右

(2)如果小滑块尚未越过Q点就与平板车达到州对静止,对平板车与滑块组成的系统

由能量守恒

解得

μ=0.54

如果小滑块越过Q点与弹簧相互作用后,再返回与平板车达到相对静止,对平板车与滑块组成的系统,由能量守恒

....

解得

μ=0.18

(3)如果小滑块尚未越过Q点就与平板车达到相对静止,弹簧的弹性势能为零。如果小滑块越过Q点与弹簧相互作用后,再返回平板车达到相对静止,对平板车、滑块和弹簧组成的系统,由能量守恒

得

Ep=18J

所以,弹簧可能获得的最大弹性势能为18J。

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网