問題詳情:
如圖所示,質量m1=0.3 kg 的小車靜止在光滑的水平面上,車長L=15 m,現有質量m2=0.2 kg可視爲質點的物塊,以水平向右的速度v0=2 m/s從左端滑上小車,最後在車面上某處與小車保持相對靜止。物塊與車面間的動摩擦因數=0.5,取g=10 m/s2,求:
(1) 物塊在車面上滑行的時間t;
(2) 要使物塊不從小車右端滑出,物塊滑上小車左端的速度v′0不超過多少。
【回答】
解析:本題考查摩擦拖動類的動量和能量問題。涉及動量守恆定律、動量定理和功能關係這些物理規律的運用。
(1)設物塊與小車的共同速度爲v,以水平向右爲正方向,根據動量守恆定律有
① 3分
設物塊與車面間的滑動摩擦力爲F,對物塊應用動量定理有
②其中 ③3分
解得代入數據得 ④2分
(2)要使物塊恰好不從車廂滑出,須物塊到車面右端時與小車有共同的速度v′,則
3分 ⑤
由功能關係有 3分⑥ 代入數據解得 =5m/s 2分
故要使物塊不從小車右端滑出,物塊滑上小車的速度v0′不能超過5m/s。
知識點:專題五 動量與能量
題型:綜合題