(2013•安徽模拟)如图所示,质量为3m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放在C的左端,A

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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A、B施加水平向右的瞬时冲量,使之分别获得初速度v0和2v0后,A、B都向右做减速运动,B向右做加速运动,当A与C的速度相同后,AC一起向右做加速运动,那么AC相对静止时A的速度最小.根据动量守恒定律和动量定理分别对A、长木板研究,求出运动过程中A的最小速度.(3)根据能量守恒定律求出A相对于C滑动的距离,得到B相对C滑动的距离.摩擦所产生的热量等于滑动摩擦力大小与相对位移大小的乘积.再求解热量之比.

    (1)规定向右为正方向,根据动量守恒定律得:

    mv0+2mv0=(m+m+3m)v

    解得:v=0.6v0

    (2)设经过t时间,A与C相对静止,共同速度为vAC,此时B的速度为vB,由动量守恒得:

    mv0+2mv0=(m+3m)vAC+mvB

    根据动量定理得:

    对A:-μmgt=m(vAC-v0

    对C:(μmg+2μmg)t=3mvAC

    联立以上三式:

    vAC=0.5v0,vB=v0

    (3)设整个运动过程中AC相对滑行的距离为s,则B相对于C滑行的距离为s+△s-s0.根据能量守恒定律得:

    μmgs+2μmg(s+△s-s0)=[1/2]mv02+[1/2]m(2v02-[1/2](m+m+3m)v2

    解得:s=s0+0.425

    v02

    μg

    整个过程中A、B与木板C因摩擦所产生的热量分别为:

    QA=μmgs

    QB=2μmg(s+△s-s0

    代入解得:

    QA

    QB=[5/27]

    答:(1)最终A、B、C的共同速度为0.6v0

    (2)运动过程中A的最小速度为0.5v0

    (3)整个过程中A、B与木板C因摩擦所产生的热量之比为5:27.

    点评:

    本题考点: 动量守恒定律;机械能守恒定律.

    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.

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