解题思路:(1)两物体从开始到第一次到达共同速度过程中动量守恒,结合动量守恒定律和能量守恒定律求出木块在ab段受到的摩擦力.
(2)木块返回与物体P第二次达到共同速度与第一次达到共同的速度相同,对全过程运用能量守恒定律求出木块最后距a点的距离s.
(1)设木块和物体P共同速度为v,两物体从开始到第一次到达共同速度过程由动量和能量守恒得:mv0=(m+2m)v…①
1
2mv02=
1
2(m+2m)v2+mgh+fL…②
由①②得:f=
m(v02−3gh)
3L…③
(2)木块返回与物体P第二次达到共同速度与第一次相同(动量守恒)全过程能量守恒得:
1
2mv02=
1
2(m+2m)v2+f(2L−s)…④
由②③④得:s=
v02−6gh
v02−3ghL.
答:(1)木块在ab段受到的摩擦力f=
m(v02−3gh)
3L.
(2)木块最后距a点的距离s=
v02−6gh
v02−3ghL.
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,关键选择研究的过程,根据定律列表达式进行求解.