5.⑴A恰未滑离B板,则A达B最左端时具有相同速度v,有 Mv0-mv0=(M+m)v ∴
M>m, ∴ v>0,即与B板原速同向。
⑵A的速度减为零时,离出发点最远,设A的初速为v0,A、B摩擦力为f,向左运动对地最远位移为S,则
而v0最大应满足 Mv0-mv0=(M+m)v
解得:
14. (1)以地面为参考系,小车与木板相向运动,共运动L=12 m.在木板对小车的摩擦力作用下小车做匀加速运动,加速度a1=4 m/s2,F=ma1=20 N,设木板向左的加速度为a2,木板受小车的摩擦力F′等于小车受木板的摩擦力F,木板还受地面的摩擦力作用,F′-μ(m+M)g=Ma2,代入数据解得:a2=2 m/s2(2分)
再由距离关系:a1t2+a2t2=L,所以得到:t==2 s.(4分)
(2)小车与弹簧夹碰撞前的速度方向向右v1=a1t=8 m/s,木板此时的速度方向向左,v2=a2t=4 m/s,木板向左的位移s=a2t2=4 m.(2分)
小车与弹簧夹碰撞过程中系统动量守恒:mv1-Mv2=(m+M)v共,v共==2 m/s,此后小车和木板一起向右滑行,设木板向右移动s′停止,则-μ(m+M)gs′=0-(m+M)v共2,s′=2 m,(2分)
木板移动的总位移:s总=s-s′=2 m,方向向左.(2分)
4金属块在板上滑动过程中,统动量守恒。金属块最终停在什么位置要进行判断。假设金属块最终停在A上。三者有相同速度v,相对位移为x,则有 解得:,因此假定不合理,金属块一定会滑上B。
设x为金属块相对B的位移,v1、v2表示A、B最后的速度,v0′为金属块离开A滑上B瞬间的速度。有:在A上 全过程
联立解得: ∴
*解中,整个物理过程可分为金属块分别在A、B上滑动两个子过程,对应的子系统为整体和金属块与B。可分开列式,也可采用子过程→全过程列式,实际上是整体→部分隔离法的一种变化。
2.解:(1)因为小车与墙第一次相碰以后向左运动的过程中动量守恒,
取向右的方向为正,得:mv-Mv=(M+m) v1
因为 mv>Mv ,所以v1>0,即系统的共同速度仍向右,因此还会与墙发生碰撞,这样反复碰撞直至能量消耗殆尽.
车与墙碰后,车跟物块发生相对滑动,以车为研究对象,由牛顿第二定律有:.设车与墙第n次碰撞后的速度为vn,碰后的共同速度为vn+1,那么vn+1也就是第n+1次碰撞后的速度,对系统应用动量守恒定律有:
,所以.
设车第n次与墙相碰后离墙的最大位移为s,则.
而.
则,由此可知,车每次碰后与墙的最大位移成等比数列,公比为1/9,所以小车与墙第一次相碰后所走的总路程为:
(2)对物块和平板车组成的系统,在整个过程中由能的转化和守恒定律得:
,即.
则平板车的最小长度为:
8.一质量为m、两端有挡板的小车静止在光滑水平面上,两挡板间距离为1.1m,在小车正中放一质量为m、长度为0.1m的物块,物块与小车间动摩擦因数μ=0.15。如图示。现给物块一个水平向右的瞬时冲量,使物块获得v0 =6m/s的水平初速度。物块与挡板碰撞时间极短且无能量损失。求:
⑴小车获得的最终速度;
⑵物块相对小车滑行的路程;
⑶物块与两挡板最多碰撞了多少次;
⑷物块最终停在小车上的位置。
7.在光滑水平面上静止放置一长木板B,B的质量为M=2㎏同,B右端距竖直墙5m,现有一小物块 A,质量为m=1㎏,以v0=6m/s的速度从B左端水平地滑上B。如图所示。A、B间动摩擦因数为μ=0.4,B与墙壁碰撞时间极短,且碰撞时无能量损失。取g=10m/s2。求:要使物块A最终不脱离B
木板,木板B的最短长度是多少?
6.一平直木板C静止在光滑水平面上,今有两小物块A和B分别以2v0和v0的初速度沿同一直线从长木板C两端相向水平地滑上长木板。如图示。设物块A、B与长木板
C间的动摩擦因数为μ,A、B、C三者质量相等。
⑴若A、B两物块不发生碰撞,则由开始滑上C到A、B都静止在
C上为止,B通过的总路程多大?经历的时间多长?
⑵为使A、B两物块不发生碰撞,长木板C至少多长?
5.如图示,一质量为M长为l的长方形木块B放在光滑水平面上,在其右端放一质量为m的小木块A,m<M,现以地面为参照物,给A和B以大小相等、方向相反的初速度(如图),使A开始向左运动,B开始向右运动,但最后A刚好没有滑离B板。以地面为参照系。
⑴若已知A和B的初速度大小为v0,求它们最后速度的大小和方向;
⑵若初速度的大小未知,求小木块A向左运动到最远处(从地面上看)到出发点的距离。
4.在光滑水平面上并排放两个相同的木板,长度均为L=1.00m,一质量
与木板相同的金属块,以v0=2.00m/s的初速度向右滑上木板A,金属
块与木板间动摩擦因数为μ=0.1,g取10m/s2。求两木板的最后速度。
3. (12分)如图所示,长L=12 m、右端有一弹簧夹的木板,质量M=5 kg,放在水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数为0.1,质量m=5 kg的电动小车(可视为质点)位于木板的左端,小车启动后以4 m/s2的加速度匀加速向木板右端驶去,当小车撞击弹簧夹后被立即切断电源,且被弹簧夹子卡住.试求:
(1)小车从启动到被卡住所经历的时间.
(2)从小车启动到最终木板静止,木板的总位移.
2、如图所示,质量为M=1kg的平板车左端放有质量为m=2kg的物块(看成质点),物块与车之间的动摩擦因数μ=0.5.开始时车和物块以v0=6m/s的速度向右在光滑水平面上前进,并使车与墙发生正碰,设碰撞时间及短,且碰撞后车的速率与碰前的相等,车身足够长,使物块不能与墙相碰,取g=10m/s2,求:
(1)小车与墙第一次相碰以后小车所走的总路程.
(2)为使物块始终不会滑出平板车右端,平板车至少多长?
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com