问题 问答题

(20分)

 
       装有细砂的木箱在水平轨道上向右滑行,木箱和细砂的总质量为M,木箱与轨道间动摩擦因数为μ。一排人站在O点右侧的水平轨道旁,O点与第一个人以及每相邻的两个人之间的距离都是L,如图所示。当木箱每经过一人身旁时,此人就将一质量为m的沙袋沿竖直方向投入到木箱内,已知M=4m,不计沙袋中空中的运动时间,且沙袋与木箱瞬间就获得共同速度。木箱停止运动时,箱内一共有两个沙袋。求木箱通过O点时速度v0的范围。

 

答案

解:木箱由O点滑行到第一个人的过程中,由动能定理

           ①

第一个人将沙袋投入木箱,由动量守恒

                   ②

木箱由第一个人滑行到第二个人的过程中,由动能定理

    ③

第二个人将沙袋投入木箱,由动量守恒

           ④

v0最小时,v2="0                   " ⑤

由①②③可得          ⑥

木箱由第二个人滑行到第三个人的过程中,由动能定理

    ⑦

v0最大时,v3="0                   " ⑧

由①②③④⑦可得     ⑨

所以木箱在O点的速度范围为   ⑩

评分标准:每式2分共20分,其它方法正确,同样得分。

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