Question

【题目】如图所示，质量m=2kg的平板车静止在光滑水平面上．质量M=3kg的小滑块以v0=2m/s的水平速度滑上平板车，滑块与平板车之间的动摩擦因数μ=0.4．平板车足够长，以至滑块不会从平板车上掉下．取g=10m/s2 ． 求

（1）平板车与滑块共同运动的速度；
（2）此过程中产生的热量；
（3）滑块在平板车上运动的距离．

Answer 1

【答案】
（1）解：以小滑块和平板车组成的系统为研究对象，因系统所受的合力为零，所以系统动量守恒，规定向右的方向为正方向，由动量守恒定律得：

Mv0=（M+m）v

解得 v=1.2m/s

答：平板车与滑块共同运动的速度是1.2m/s；

（2）解：根据能量转化和守恒定律得：

此过程中产生的热量

解得 Q=2.4J

答：此过程中产生的热量是2.4J；

（3）解：设滑块在平板车上运动的距离为L，则 Q=μmgL

解得 L=0.2m

答：滑块在平板车上运动的距离是0.2m．

【解析】（1）以小滑块与平板车组成的系统为研究对象，因为在水平面光滑，系统的合外力为零，所以系统的动量守恒，由动量守恒定律定律求解系统的共同速度；（2）根据能量转化和守恒定律求产生的热量；（3）根据系统克服摩擦力做功等于产生热量，求解滑块在平板车上运动的距离．