如图所示,质量为1kg的滑块,以5m/s的水平向右初速度滑上静止在光滑水平面上的平板小车,小车足够长,质量为4kg.已知

如图所示,质量为1kg的滑块,以5m/s的水平向右初速度滑上静止在光滑水平面上的平板小车,小车足够长,质量为4kg.已知小车与滑块间的动摩擦因数为0.4.求:
①滑块与小车的最终速度;
②整个运动过程中产生的内能;
③滑块相对小车滑行的距离.
5908966 1年前 已收到1个回答 举报

小肥阳 幼苗

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解题思路:1、滑块滑上静止在光滑水平面上的平板小车,根据系统动量守恒列出等式求解滑块与小车的最终速度;
2、滑块滑上静止在光滑水平面上的平板小车,由能量守恒列出等式求解产生的内能;
3、根据滑系统动摩擦力产生内能的表达式Q=μmgL求出滑块相对小车滑行的距离.

①设滑块与小车共同速度为v,滑块的质量为m,原来的速度为v0,小车质量为M,规定向右为正方向,滑块滑上静止在光滑水平面上的平板小车,小车足够长,所以滑块与小车最终速度相同,根据系统动量守恒得:
mv0=(M+m)v
代入数据解得:v=1m/s
②滑块滑上静止在光滑水平面上的平板小车,系统动能减少转化为摩擦产生的内能,由能量守恒得摩擦产生的内能:
Q=[1/2]m
v20-[1/2](M+m)v2
解得:Q=[1/2]×1×52-[1/2]×(1+4)×12=10J
③根据系统滑动摩擦力做功产生内能的表达式Q=μmgL得:
L=[Q/μmg]=[10/0.4×1×10]=2.5m
即滑块相对小车滑过的距离为2.5m.
答:①滑块与小车的最终速度是1m/s;
②整个运动过程中产生的内能是10J;
③滑块相对小车滑行的距离是2.5m.

点评:
本题考点: 动量守恒定律;功能关系;能量守恒定律.

考点点评: 本题考查了滑块在小车上滑动有关的动量、能量问题,掌握动量守恒和能量守恒结合求解问题的方法,熟悉不同形式的能量的相互转化,有一定综合性.

1年前

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