题目内容
【题目】如图所示,一个质量m0=1kg的长木板静止在倾角
30°的粗糙斜面底端,斜面底端固定有一个小钉子,每当长木板撞击时小钉子都能使之停下而不反弹。现有一质量m=4kg、可视为质点的小滑块以v0=25m/s的初速度从长木板下端冲上长木板,已知小滑块与长木板间的动摩擦因数
,长木板与斜面间的动摩擦因数
,重力加速度g取10m/s2。为使小滑块不滑离长木板,求:
![]()
(1)长木板的最小长度。
(2)小滑块在长木板上相对滑动的时间(结果可保留根号)。
【答案】(1)
(2) ![]()
【解析】
(1)物块上滑的加速度
;
对木板:
,
解得a2=2.5m/s2;
当滑块与木板共速时:v0-a1t=a2t,
解得t=2s;
此时滑块的位移:
;
木板的位移:
欲使滑块不滑离木板,应使L≥x1-x2,即L≥25m,木板的最小长度为25m.
(2)共速后经t2时间两者一起减速到0,对整体:
v12=2a3x3
带入数据:a3=7.5m/s2;x3=5/3m
减到0后一起加速下滑到长木板撞钉子,
v22=2a4(x2+x3)
解得
长木板撞停时,小滑块不参与,此时小滑块匀速滑离,由
解得
故小滑块在长木板上运动的时间t=t1+t2即
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