解题思路:(1)B在A上滑动过程,系统所受的合外力为零,动量守恒.木块B恰好滑到A的左端停止,两者速度相等,根据动量守恒列式求此时B的速度.B与挡板碰撞后的过程,根据动量守恒和能量守恒列式求出两个物体的速度,再对A,根据动能定理列式,求摩擦力对木板A做的功.
(3)通过分析A的受力情况和运动情况,判断A能否向左运动.根据动量守恒和能量结合分析B能否向左运动.
(1)取向右方向为正方向.根据动量守恒定律得:
Mv0=(M+1.5M)v… ①
得B滑到A左端时的速度v=0.4v0.方向向右.
设B与挡板碰撞后瞬间,A、B的速度分别为v1和v2.
根据系统的动量守恒和能量守恒得:
Mv0=Mv1+1.5Mv2…②
[1/2M
v20]=[1/2M
v21]+[1/2×1.5M
v22]+μMl…③
对A,由动能定理得:摩擦力对木板A做功为:W=[1/2×1.5Mv2−
1
2×1.5M
v22]…④
联立②③④得:v1=[1/2v0(另一解v1=
3
10v0,小于
2
5v0舍去),W=−
27
400M
v20].
(2)A在运动过程中不可能向左运动.因为在B未与A碰撞瓣,A受的摩擦力向右,做匀加速运动,碰撞后A所受的摩擦力向左,做匀减速运动,直到最后共同速度仍向右,所以A在运动过程中不可能向左运动.
B在碰撞后,有可能向左运动,即v2<0,结合①②得:v1>
2v0
3
代入③得:μ>
2
v20
15gl
又根据能量守恒得:[1/2M
v20]-[1/2(M+1.5M)v2≥2μMl
得到:μ<
3
v20
20gl]
故B运动方向是向左的条件是:
2
v20
15gl<μ≤
3
v20
20gl.
答:(1)B滑到A左端时的速度为0.4v0
摩擦力对木板A做功为
点评:
本题考点: 动量守恒定律;机械能守恒定律.
考点点评: 正确应用动量守恒和功能关系列方程是解决这类问题的关键,尤其是弄清相互作用过程中的功能关系.