問題詳情:
一段凹槽A內側之間的距離爲l,倒扣在水平長木板C上,槽內有一個可看成質點的小物塊B,它緊貼槽A內的左側,如圖所示,木板位於光滑水平的桌面上,槽與木板間的摩擦不計,小物塊與木板間的動摩擦因數爲μ.B、C二者質量相等,原來都靜止,現使B以大小爲v0的初速度向右運動,已知v0<求:
(1)在A、B發生碰撞前,B、C能否達到共同速度?
(2)從B開始運動到A、B發生碰撞的時間內,木板C運動的位移?
【回答】
解析 (1)槽與木板間的摩擦不計,因此B在C上滑動時,槽A不動,B向右勻減速、C向右勻加速.
由a=,因爲B、C二者質量相等,設爲m,故它們的加速度大小相等.
用v1表示它們的共同速度,
則對C:v1=at ①
則對B:v1=v0-at ②
設B、C達到共同速度時,B移動的位移爲x1,對B由動能定理得μmgx1=mv-mv ③
解①②③得x1= ④
根據題設條件v0<,
可解得x1<l<l⑤
可見,B、C達到共同速度v1時,B尚未與A發生碰撞.
(2)B、C達到共同速度後,B、C一起勻速運動(l-x1)距離,B才能與A的右端發生碰撞.設C的速度由0增到v1的過程中,C前進的位移爲x2.對C由動能定理得
μmgx2=mv⑥
解得x2=⑦
從B開始運動到A、B發生碰撞的時間內,木板C運動的位移
x=x2+(l-x1)⑧
聯立④⑦⑧解得x=l-.
* (1)已達到共同速度
(2)l-
知識點:牛頓運動定律的應用
題型:計算題