如图所示,相距s=4m、质量均为M,两个完全相同木板A、B置于水平地面上,一质量为M、可视为质点的物块C置

1个回答

  • (1)设木板A与物块C之间的滑动摩擦力大小为f1,木板A与水平地面之间的滑动摩擦力大小为f2

    有:f11Mg=0.40Mg,f22(Mg+Mg)=0.20Mg

    可见f2<F<f1

    故可知在木板A、B相碰前,在F的作用下,木板A与物块C一起水平向右做匀加速直线运动.

    (2)设此过程中它们的加速度为a,运动时间为t,与木板B相碰时的速度为υ,

    有:F?f2=(M+M)a,s=

    1

    2at2,υ=at,解得:t=4s,υ=2m/s.

    (3)碰撞后瞬间,物块C的速度不变,设A、B碰后速度为υ',则Mυ=2Mυ'得υ′=

    υ

    2

    此即木板A、B共同运动的初速度.

    此后,物块C在木板上滑动时的加速度为:ac=

    F?f1

    M=?1m/s2,

    物块C在木板上滑动时,木板A、B共同运动的加速度为:aAB=

    f1?f2′

    2m,

    其中f2′=μ2(Mg+2Mg)=0.3Mg,

    解得:aAB=0.5m/s2

    若木板A、B很长,则物块C不会掉下来.设物块C再运动时间t1后,三者的速度相同,有:υ+act1=

    υ

    2+aABt1,

    代入数据解得:t1=

    2

    3s

    在此过程中,物块C的位移为:sc=υt1+

    1

    2act12=

    10

    9m

    木板A、B的位移为:sAB=

    υ

    2t1+

    1

    2aABt12=

    7

    9m

    由于sc?sAB=

    1

    3m<2L=0.4m,可见,物块C与木板A、B达到共同速度时还在木板上.进一步分析,由于F=f2′=0.3Mg<f1,可知物块C将与木板A、B一起做匀速直线运动,可见物块C将不会从木板上掉下来.

    答:(1)证明如上.

    (2)从物块C开始运动到木板A与B相碰所经历的时间t为4s.

    (3)物块C最终不会从木板上掉下来.

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