题目内容

1.如图所示,在光滑的水平面上,质量为0.4kg的木块以2m/s的速度水平地滑上静止的平板小车,车的质量为1.6kg,木块与小车之间的摩擦系数为0.2(g取10m/s2).设小车足够长,求:
(1)木块和小车相对静止时小车的速度;
(2)从木块滑上小车到它们处于相对静止时产生的热量Q;
(3)从木块滑上小车到它们处于相对静止木块在小车上滑行的距离.

分析 (1)木块在小车滑行过程,木块和小车组成的系统,所受合力为零,动量保持不变,根据动量守恒定律求出木块和小车相对静止时小车的速度大小.
(2)根据能量守恒定律求产生的热量Q;
(3)根据摩擦生热公式Q=fd,求出木块在小车上滑行的距离d.

解答 解:(1)以木块和小车系统为研究对象,取向右方向为正方向,由动量守恒定律可得:
mv0=(M+m)v 
得:v=$\frac{m{v}_{0}}{M+m}$=$\frac{0.4×2}{1.6+0.4}$=0.4m/s
(2)从木块滑上小车到它们处于相对静止时产生的热量为:
Q=$\frac{1}{2}$mv02-$\frac{1}{2}$(M+m)v2=$\frac{1}{2}$×0.4×4-$\frac{1}{2}$×(1.6+0.4)×0.42=0.64J
(3)设从木块滑上小车到它们处于相对静止木块在小车上滑行的距离为d,由Q=fd=μmgd得:
d=$\frac{Q}{μmg}$=$\frac{0.64}{0.2×0.4×10}$=0.8m
答:(1)木块和小车相对静止时小车的速度是0.4m/s;
(2)从木块滑上小车到它们处于相对静止时产生的热量Q是0.64J;
(3)从木块滑上小车到它们处于相对静止木块在小车上滑行的距离是0.8m.

点评 木块在小车上滑动类型,往往根据动量守恒定律和能量守恒定律结合研究.要知道摩擦生热与木块和小车间的相对位移有关.

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