题目内容

如图所示,在光滑水平面上放置着一块质量M=1.0kg的长木板,木板的右端叠放一个质量m=2.0kg的小铁块,木板与铁块之间的动摩擦因数μ=0.50,它们一起以v0=2.0m/s的速度向左匀速运动.已知,木板与墙壁多次碰撞后,最终静止在墙角处.忽略木板与竖直墙碰撞的能量损失,且木板足够长,铁块始终不会与墙碰撞,也不会从木板上掉下.求:(取g=10m/s2)

(1)第一次碰后,在木板离墙最大距离时,铁块的速度?

(2)木板与墙壁第一次碰撞之后,木板离墙的最大距离?

(3)在运动的全过程中,铁块在木板上滑行的总长度?

答案:
解析:

  (1)木板与墙第一次碰撞后以v0反弹,铁块却保持原速度不变.

  受力如图所示.

  设向右方向为正方向,从木板与墙第一次碰后,到木板速度减为零的过程中,系统动量守恒,有

  Mv0-mv0=M×0+mv1

  得此时铁块的速度  v1=-1m/s

  负号表示方向向左

  (2)木板在摩擦力作用下向右减速到速度为零时,离墙距离最大.根据牛顿第二定律,木板所受的摩擦力产生加速度  f=Ma

  铁块对木板的摩擦力为  f=μN=μmg

  解得  a=f/M=μmg/M=10m/s2

  板离墙最大距离为:S=/2a=0.2m

  (3)由于木板与墙多次碰撞之后,它们最终的速度都减为零,所以系统原来的总动能最终都通过克服摩擦力做功而转化为内能.

  因此有  μmgL=(M+m)/2  得  L==0.60m


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