题目内容

【题目】如图所示,木块A质量=2kg,木板B质量=5kg,质量为=3kg的小木块C(可看成质点)置于木板B的最右端,水平地面光滑,B、C间动摩擦因数μ为0.25。开始时B、C均静止,现使A以=9m/s的初速度向右运动,与B碰撞后以1m/s速度弹回。已知A与B的碰撞时间极短,此后的运动过程中C始终未从B上脱落。G取10m/,求:

(1)A、B碰后瞬间B木板的速率;

(2)此后的运动过程中木块C的最大速率;

(3)木板B的最小长度。

【答案】(1)4m/s(2)2.5m/s(3)2m

【解析】

A与B碰后瞬间,C的运动状态未变,B速度最大.以A、B组成的系统为研究对象,碰撞过程系统动量守恒,以A的初速度方向为正方向,
由动量守恒定律得:

,

,代入数据得:

(2)A、B碰撞后,B与C相互作用使B减速、C加速,因为B板足够长,
所以B和C能达到相同速度,二者共速后,C速度最大,
以B、C组成的系统为研究对象,以向右为正方向,
由动量守恒定律得:

,

代入数据得:

.

(3)B和C共速过程中,损失的机械能全部转化为内能,就等于摩擦力乘以相对位移:

代入数据得:

。

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