如图所示,长木板A右边固定一个挡板,包括挡板在内总质量为1.5M,静止在光滑的水平面上.小木块B质量为M,从A的左端开始

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  • 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.

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