问题 计算题

如图所示,质量为20kg的平板小车的后端放有质量为10kg的小铁块,它与车之间的动摩擦因数为0.5。开始时,车以速度6m/s向左在光滑的水平面上运动,铁块以速度6m/s向右运动,整个运动过程小铁块未从小车掉出。(g=10m/s2) 

求:(1) 小车与铁块共同运动的速度;

(2) 小车至少多长,铁块才不会从小车上掉下去;

(3)小铁块在平板小车上滑行的时间。

答案

见解析

(1)m与M所受合外力为零,故其动量守恒,取向左为正方向,

则有:    …………………………  (3分)

,方向向左   …………(结果和方向各1分共2分)

(2)当m刚好滑到M的另一端相对静止时,m相对M滑过的距离即为木板的最小长度,则对M、m系统依能量的转化与守恒有:

 ………………(3分)

代入解得:    L=9.6m ……………………………………(2分)

(3)以小铁块初速度为正方向,对小铁块整个匀变速运动过程有:            ………………………………………(2分)

 …………………………………………  (2分)

代入数据解得: …………………………………………… (1分)

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