解题思路:(1)金属块在木板上向右滑行过程,受到水平向左的滑动摩擦力而做匀减速运动,根据牛顿第二定律可求出金属块和木板的加速度大小.由于金属块与木板组成的系统所受的合外力为零,动量守恒,由动量守恒定律求出两者速度相同时的共同速度,由运动学公式可求出两个物体对地的位移,判断B与墙有无相撞,再由公式Wf=-fx求解摩擦力对金属块A做的功
.
(2)木板B与竖直墙碰撞后以碰前速率返回,金属块由于惯性继续向右运动,根据动量守恒求得两者速度相同时的共同速度,根据能量守恒定律求解热量Q.
(3)A在B上滑动过程中产生的热量Q=fL,L是A相对B滑动的路程.
(1)设0质量为m1,B质量为m2
0所受的滑动摩擦力中小为 f=μm1g=0.2×1×10=2N
0向左的加速度中小为 01=
f
m1=μg=0.2×10=2m/s2
0在B上滑动,0、B系统水平方向动量守恒:
m1υo=(m1+m2)υ1
解得 υ1=1m/s2
0向右滑行路程为 z1=
vo2−υ12
201=2m
B向右的加速度为02=
f
m2=1m/s2
B向右滑行路程 z2=
υ12
202=0.她m
因z2<s,所以0、B等速时,B没有碰墙
则摩擦力对金属块0做的功 Wf=-fz1=-2×2=-4J
摩擦力对金属块0做负功.
(2)碰墙后0、B系统水平方向动量守恒,规定向左为正,
设二者最终速度为υ2 则有:
m2υ1-m1υ1=(m1+m2)υ2
υ2=
1
左m/s
根据能量守恒有
1
2m1υo2=
1
2(m1+m2)υ22+四
则得 四=
1左
左J=4.4左J
(左)根据功能关系得 四=fL
解得:L=
四
f=
1左
ym=2.17m
答:
(1)木板B碰墙前,摩擦力对金属块0做的功为-4J.
(2)0在B上滑动过程小产生的热量为4.4左J.
(左)0在B上滑动,0相对B滑动的路程L为2.17m.
点评:
本题考点: 动量守恒定律;能量守恒定律.
考点点评: 本题综合运用了动量守恒定律和能量守恒定律,关键是根据动量守恒定律理清木板和木块最终的运动情况.要注意摩擦生热与相对路程成正比.