题目内容
如图所示,质量质量都是m=0.2kg的小物体A和B(A和B均可视为质点),分别从左端和右端以水平速度
(1)车的长度至少是多少?
(2)B在C上滑行时对地的位移。
(3)在图中所给的坐标系中画出0至4.0s内小车运动的速度v―时间t图象。
解:(1)设A、B相对于车停止滑动时,车的速度为v,根据动量守恒定律得:
(2分),
(1分),方向向右。(1分) 设A、B在车上相对于车滑动的距离分别为
和
,由功能关系得:
(2分)
,故车长最小为
(2分)(2) 开始A、B相对于车运动时,A对C和B对C的滑动摩擦力等大反向,故C静止。(1分) 当B对地速度为0时,B与C相对静止,即B与C有共同速度0。 (1分)∴ 此前B对地位移SB=
(2分)(3)车的运动分以下三个阶段: 第一阶段:A、B同时在车上滑行时,滑块对车的摩擦力均为
,方向相反,车受力平衡而保持不动。当B的速度减为0时,此过程结束。设这段时间内滑块的加速度为a,根据牛顿第二定律:
,滑块B停止滑动的时间
。(2分) 第二阶段:B停止运动后,A继续在车上滑动,设到时刻
物体A与车有共同速度v,则
。(2分)第三阶段:
之后,车以速度v做匀速直线运动到
为止。(2分) 小车运动的速度――时间图线如图所示。(画图正确2分)
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