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(2006•淮安一模)如图所示,长木板A长度为l,其右边固定一个薄挡板,包括挡板在内总质量为1.5M,静止在光滑的水平面

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/29 03:27:45
(2006•淮安一模)如图所示,长木板A长度为l,其右边固定一个薄挡板,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的左端开始以初速度v0在A上滑动,滑到右端与挡板发生碰撞,已知碰撞过程时间极短,碰后木块B恰好滑到A的左端停止,B与A之间的动摩擦因数为μ,求:
(1)B滑到A左端时的速度
(2)若μ=
3
v
2
0
160gl
(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.
(2)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

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.
(3)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
(2)摩擦力对木板A做功为
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