解题思路:金属块由A→C过程中做匀加速运动,根据牛顿第二定律求出加速度,根据运动学基本公式求出在BC段的加速度和AC段加速度的比值,再结合位移关系求出AC段动摩擦因素的表达式;从小金属块滑至车中点C开始到小金属块停在车的左端的过程中动量守恒,求出共同速度,进而求出此过程中动能的损失量,从而求出BC点的动摩擦因素的表达式,进而求出比值关系.
金属块由A→C过程中做匀加速运动,加速度为:
a1=[f/m]=
μ1mg
m=μ1g
设金属块由A到达C历时为t1,速度v0=a1t1…①
小车加速度a2=2a1=2μ1g.
车此刻的速度:2v0=a2t1…②
金属块与小车位移之差:s=
1
2a2t12-
1
2a1t12=
1
2(2μ1g−μ1g)(
v0
μ1g)2,
而s=[L/2],
所以:μ1=
v02
gL…③
从小金属块滑至车中点C开始到小金属块停在车的左端,它与车有共同速度,设为v,此过程中,系统水平方向动量守恒,有
2m×2v0+mv0=(2m+m)v,
得v=[5/3]v0.
此过程中系统动能损失为μ2mg
L
2=
1
2mv02+
1
2×2m×(2v0)2−
1
2×3m×(
5
3v0)2,
解得:μ2=
2v02
3gL…④
[③/④ ]得:
μ1
μ2=
3
点评:
本题考点: 牛顿第二定律;滑动摩擦力;动量守恒定律.
考点点评: 本题主要考查了牛顿第二定律、运动学基本公式及动量定理的应用,要求同学们能正确分析金属块的受力情况,难度适中.