题目内容
【题目】一长木板置于光滑水平地面上,木板左端放置一小物块,在木板右方有一墙壁,如图(甲)所示。从某一时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,在另一时刻,木板与墙壁发生碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变,方向相反。运动过程中小物块始终未离开木板。已知小物块在木板上运动的
图线如图(乙)所示,小物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.4,木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小取g=10m/s2。求:
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(1)图乙中速度v的大小;
(2)木板的最小长度;
(3)图乙中的时间差(t2 - t1)。
【答案】(1)v=3.5m/s(2)L=7.5m(3)t=1.875s
【解析】(1)(2)根据图像可以判定碰撞前小物块与木板共同速度为
,碰撞后木板速度水平向左,大小也是
,根据图像又知小物块与木板最后又共速,速度大小为v,设木板的质量为M,小物块的质量为m,木板的最小长度为L,
从和墙碰后到二者共速,取向左的方向为正方向,有: ![]()
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解得:
, ![]()
(3)图乙中的时间差
即是小物块在木板上相对木板滑动的时间,设
,
对小物块在木板上相对木板滑动的过程,取向左的方向为正方向,有: ![]()
解得![]()
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