题目内容

一块足够长的木板,放在光滑的水平面上,如图所示,在木板上自左向右放有A、B、C三块质量为m的木块,它们与木板间的动摩擦因数均为m ,木板的质量为3m.开始时木板不动,A、B、C三木块的初速度依次为、、,方向都水平向右;最终三木块与木板以共同速度运动.试求:(1)C木块从开始运动到与木板速度刚好相等时的位移;(2)B木块在整个运动过程中的最小速度.

 

答案:
解析:

(1)C木块与木板速度刚好相等时,三木块与木板的速度均相等.整个系统在水平方向上不受外力作用,动量守恒,设系统的共同速度为u,有 

,  得 

木块在木板上滑动时,所受的滑动摩擦力是不变的,所以其加速度是一个恒量,C木块在一直做匀减速运动,根据牛顿第二定律有  mmg=ma,得  a=mg

依匀变速直线运动规律,有 

所以,C木块从开始运动到与木板速度刚好相等时的位移为 

(2)设B木块的最小速度为,B木块在此速度以前做减速运动,之后做匀加速运动,且从达此速度时起,E木块(及A木块)与木板相对静止,在此刻,C木块仍相对木板运动.设C木块的速度为,依动量守恒有  ①

在此运动过程中,B木块和C木块在木板上运动的时间相同,所受摩擦力相等,故它们的速度改变量相同,有

  ②  将①、②式联立,求得 

 


提示:

动量守恒。

 


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