(2013•重庆模拟)质量为2m的平板小车在光滑水平面上以速度v 0向右匀速直线运动,先将质量为m、可视为质点

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  • 解题思路:(1)由于摩擦作用,木块加速,平板小车减速,系统水平方向不受外力,总动量守恒,可求出相对静止时的共同速度;对木块甲,运用动量定理求解出时间t.

    (2)要使木块恰好不从小车右端滑出,滑块滑到小车的最左端,两者速度相同,根据能量守恒求解平板车的最小长度.

    (3)木块乙无初速(相对地面)放到平板小车右端,在摩擦力作用下做匀加速运动,最终与车的速度相同,由动量守恒求出三者共同速度,对乙运用动量定理求出此过程的时间,再由运动学公式求出小车向右运动的距离.

    (1)木块甲相对小车静止时,二者有共同速度为v1,由动量守恒定律得:

    2mv0=(2m+m)v1

    得:v1=[2/3v0.

    对木块甲,由动量定理得:μmgt=mv1-0

    得:t=

    2v0

    3μg].

    (2)设木块甲相对小车的位移为x,由功能关系得:

    μmgx=[1/2×2m

    v20]-[1/2×3m

    v21]

    得:x=

    v20

    3μg

    故平板小车的长度至少为:L=x=

    v20

    3μg.

    (3)木块乙相对小车静止时,三者有共同速度为v2,则:

    2mv0=4mv2

    得:v2=[1/2v0

    设木块乙从放到小车上到相对小车静止历时为t′,则由动量定理得:

    μmgt′=mv2-0

    解得:t′=

    v0

    2μg]

    从木块甲放到小车上到木块乙相对小车静止时,小车向右运动的距离为:

    S=

    .

    v车t+

    .

    v车′t′=

    v0+

    2

    3v0

    2v0

    3μg+

    2

    3v0+

    v0

    2

    v0

    2μg=

    61

    v20

    72μg

    答:(1)木块甲相对小车运动的时间t是

    2v0

    3μg.

    (2)问平板小车的长度至少为

    点评:

    本题考点: 动量守恒定律;动能定理的应用;功能关系.

    考点点评: 本题关键是根据动量守恒定律、动量定理、能量守恒列式求解,也可以根据牛顿第二定律和速度时间公式列式联立求解.

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