一質(zhì)量M=2kg的長木板B靜止在光滑的水平地面上,B的右端與豎直擋板的距離為s=0.5m.一個質(zhì)量m=1kg的小物體A以初速度v0=6m/s從B的左端水平滑上B.當(dāng)B與豎直擋板每次碰撞時,A都沒有到達(dá)B的右端.

設(shè)物體A可視為質(zhì)點,AB間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,B與豎直擋板碰撞時間極短且碰撞過程中無機(jī)械能損失,g取10m/s2.求:

(1)

B與豎直擋板第一次碰撞前AB的瞬時速度各為多大?

(2)

最后要使A不從B上滑下,木板B的長度至少是多少?(最后結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

答案:
解析:

(1)

解:若有共同速度相碰,則mv=(mm)uu=2m/s

B需行s,由動能定理:μmgsMu2s=2m>0.5m

A、B有不同速度vAvB

vB=1m/s

由動量守恒:mvMvBmvA

vA=4m/s.…………………………………………(8分)

(2)

解:第一次碰撞后,B向左運(yùn)動的最大距離,由對稱性,也為0.5m.

若第二次碰撞前有共同速度,則mvAmvB=(mM)u0,u0m/s

BvBu0需行ssm<0.5m

故成立(相對靜止)

第二次碰后Mu0mu0=(mM)u1u1m/s

由動能定理μmgsmv2(mM)u12

s=8.96m.…………………………………………(8分)


練習(xí)冊系列答案
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(12分)如圖所示,質(zhì)量M=8kg的小車放在光滑的水平面上,在小車右端加一水平恒力F,F(xiàn)=8N,當(dāng)小車速度達(dá)到1.5m/s時,在小車的前端輕輕放上一大小不計、質(zhì)量m=2kg的物體,物體與小車間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,小車足夠長,求物體從放在小車上開始經(jīng)t=1.5s通過的位移大小。(g取10m/s2)

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如圖所示,水平放置的旋轉(zhuǎn)平臺上有一質(zhì)量m=2kg的小物塊,物塊與轉(zhuǎn)軸間系有一勁度系數(shù)k=100N/m的輕質(zhì)彈簧。當(dāng)旋轉(zhuǎn)平臺轉(zhuǎn)動的角速度ω在2rad/s至4rad/s之間時物塊可與平臺一起轉(zhuǎn)動而無相對滑動,此時物塊到轉(zhuǎn)軸間的距離R=50cm。據(jù)此可判斷平臺表面__________,(選填“一定光滑”、“一定不光滑”或“光滑和不光滑均可能”);輕質(zhì)彈簧的原長為________cm。

 

 

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足夠長光滑斜面BC的傾角,小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù),水平面與斜面之間B點有一小段弧形連接,一質(zhì)量m=2kg的小物塊靜止于A點,現(xiàn)用與水平方向成角的恒力F拉小物塊,如圖所示,小物塊經(jīng)到達(dá)B點,并迅速撤去拉力F。A、B兩點相距,(已知,g取),求:

⑴恒力F的大;

⑵小物塊從B點沿斜面向上運(yùn)動的最大距離;

⑶小物塊停止運(yùn)動時到B點的距離

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