如图所示,质量为M=4kg的木板静止置于足够大的水平面上,木板与水平面间的动摩擦因数μ=0.01,板上最左端停放着质量为

如图所示,质量为M=4kg的木板静止置于足够大的水平面上,木板与水平面间的动摩擦因数μ=0.01,板上最左端停放着质量为m=1kg可视为质点的电动小车,车与木板的档板相距L=5m,车由静止开始从木板左端向右做匀加速运动,经时间t=2s,车与挡板相碰,碰撞时间极短且碰后电动机的电源切断,车与挡板粘合在一起,求:
(1)试通过计算说明,电动小车在木板上运动时,木板能否保持静止?
(2)试求出碰后木板在水平面上滑动的距离.
xx新手 1年前 已收到1个回答 举报

hhbzh 春芽

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解题思路:(1)根据运动学公式和牛顿第二定律进行判断
(2)根据牛顿第二定律求出车和木板的加速度,运用运动学公式和系统动量守恒列出等式,再由动能定理求解碰后木板在水平地上滑动的距离.

(1)设木板不动,电动车在板上运的加速度为a0
由L=[1/2a0t2
得a0=2.5m/s2
此时木板使车向右运动的摩擦力F=ma0=2.5N
木板受车向左的反作用力F′=F=2.5N
木板受地面向右最大静摩擦力Ff=μ(M+m)g=0.5N
F′>Ff
所以木板不可能静止,将向左运动
(2)设电动车向右运动加速度a1,木板向左运动加速度为a2,碰前电动车速度为v1,木板速度为v2,碰后共同速度为v,两者一起向右运动s而停止.
对电动车F=ma1
对木板F′-μ(m+M)g=Ma2
F′=F…

1
2]a1t2+
1
2a2t2=L
解得 a1=2.1m/s2,a2=0.4m/s2
v1=a1t=4.2m/s,v2=a2t=0.8m/s
两者相碰时,动量守恒mv1-Mv2=(m+M)v
v=
mv1−Mv2
m+M=
1×4.2−4×0.8
5=0.2m/s
根据动能定理:-μ(m+M)gS=−
1
2(m+M)v2
解得:S=0.2m
答:(1)木板不可能静止,将向左运动
(2)碰后木板在水平面上滑动的距离是0.2m.

点评:
本题考点: 动量守恒定律.

考点点评: 熟悉系统动量守恒条件,能根据运动特征求出初速度为0的匀加速直线运动的速度与时间以及位移的关系,是解决问题的关键.

1年前

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