如图所示,质量为2m的足够长木板C静止在光滑水平面上,质量均为m的两个小物体A、B(均可视为质点)放在C的左、右端,A、

如图所示,质量为2m的足够长木板C静止在光滑水平面上,质量均为m的两个小物体A、B(均可视为质点)放在C的左、右端,A、B两个物体同时分别获得向右和向左的速度2v0和v0,若A、B与C之间的动摩擦因数分别为μ和2μ,已知A、B一直未相碰,假设物体间最大静摩擦力等于滑动摩擦力.则:

(1)最终A、B、C的共同速度为多大;
(2)求在此过程中C的向左运动的最大位移;
(3)A在C上滑行的距离.
formyron 1年前 已收到1个回答 举报

jjiaozi 幼苗

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解题思路:(1)A、B、C三个物体组成的系统,所受合外力为零,系统的动量守恒,根据动量守恒定律求出最终A、B、C的共同速度.
(2)对长木板应用动能定理可以求出木板的位移.
(3)对A应用动能定理,求出A的位移,然后求出A在C上滑行的距离.

(1)以A、B、C组成的系统为研究对象,系统动量守恒,
以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
m•2v0-mv0=(m+m+2m)v,解得:v=[1/4]v0,方向向右;
(2)B做减速运动,在B的速度减为零的过程中,取向右为正方向.
由牛顿第二定律得:
对C,-2μmg+μmg=2maC,解得:aC=-0.5μg,
对B,2μmg=maB,解得:aB=2μg,
设B、C到达相等速度的时间为t1,则有:
-v0+2μgt1=-0.5μgt1,解得t1=
2v0
5μg,
此过程中C向左运动的位移为:XC1=[1/2]aCt12=-
v02
25μg
此时B、C的共同速度为v1=aCt1=-[1/5]v0
B、C达到共同速度后一起继续向左做匀减速运动,直到速度为0,
B、C相对静止过程中,加速度aBC=[μmg/3m]=[1/3]μg
此过程中,B、C向左运动的位移为:XC2=
0−v12
2aBC=-
3v02
50μg
所以C向左运动的最大位移X=XC1+XC2=--
v02
10μg;
即C物块向左运动的最大位移为

v20
10μg;
(3)ABC达到相对静止时,BC向右的位移:
xBC=
v2
2aA=
3
v20
32μg,
A物块在整个过程中的位移:xA=
v2−(2v0)2
2aA=
63
v20
32μg;
A在C上滑行的位移:xAC=xA-xB-xBC=
79
v20
40μg;
答:(1)最终A、B、C的共同速度为[1/4]v0
(2)在此过程中C的向左运动的最大位移为

v20
10μg;
(3)A在C上滑行的距离为
79
v20
40μg.

点评:
本题考点: 动量守恒定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.

考点点评: 本题的运动过程比较复杂,研究对象比较多,按程序法进行分析,考查解决综合题的能力.

1年前

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