题目内容
如图所示,质量m1=0.3kg 的小车静止在光滑的水平面上,车长L=15m,现有质量m2=0.2kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v=2m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止.物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10m/s2,求:(1)物块与小车保持相对静止时的速度大小v;
(2)物块在车面上滑行的时间t;
(3)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度
【答案】分析:(1)由于摩擦作用,滑块减速,平板小车加速,系统水平方向不受外力,总动量守恒,可求出相对静止时的共同速度;
(2)对小车运用动量定理求解出加速时间.
(3)要使物块恰好不从小车右端滑出,滑块滑到小车的最右端,两者速度相同,根据能量守恒求解速度
.
解答:解:
(1)依据动量守恒得 m2v=(m1+m2)v
解得 v=0.8m/s
(2)物块所受的滑动摩擦力大小f=μm2g=1N
对小车,依据动量定理得 ft=m1v
解得t=0.24s
(3)依据动量守恒有:
依据能量关系有:
解得 v′=5
m/s
则要使物块不从小车右端滑出,必须满足
答:
(1)物块与小车保持相对静止时的速度大小v为0.8m/s;
(2)物块在车面上滑行的时间t是0.24s;
(3)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度
不超过5m/s.
点评:本题关键是根据动量守恒定律、动量定理、能量守恒列式求解,也可以根据牛顿第二定律和速度时间公式列式联立求解.
(2)对小车运用动量定理求解出加速时间.
(3)要使物块恰好不从小车右端滑出,滑块滑到小车的最右端,两者速度相同,根据能量守恒求解速度
解答:解:
(1)依据动量守恒得 m2v=(m1+m2)v
解得 v=0.8m/s
(2)物块所受的滑动摩擦力大小f=μm2g=1N
对小车,依据动量定理得 ft=m1v
解得t=0.24s
(3)依据动量守恒有:
依据能量关系有:
解得 v′=5
则要使物块不从小车右端滑出,必须满足
答:
(1)物块与小车保持相对静止时的速度大小v为0.8m/s;
(2)物块在车面上滑行的时间t是0.24s;
(3)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度
点评:本题关键是根据动量守恒定律、动量定理、能量守恒列式求解,也可以根据牛顿第二定律和速度时间公式列式联立求解.
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