问题 问答题

如图所示,光滑水平地面上停着一辆平板车,其质量为2m,长为L,车右端(A点)有一块静止的质量为m的小金属块.金属块与平板车的上表面AC间有摩擦,以上表面的中点C为界,金属块与AC段间的动摩擦因数设为μ1,与CB段间的动摩擦因数设为μ2.现给车施加一个向右的水平恒力,使车向右运动,同时金属块在车上开始滑动,当金属块滑到中点C时,立即撤去这个力.已知撤去力的瞬间,金属块的速度为v0,车的速度为2v0,最后金属块恰停在车的左端(B点)。求:

(1)撤去水平恒力F之前,小金属块的加速度与平板车的加速度之比?

(2)动摩擦因数μ1μ2之比?

 

答案

(1)       (2)

(1)金属块由AC过程中做匀加速运动,加速度a1== (2分)      

设金属块由A到达C历时为t1,速度v0=a1t1   ①                  (1分)

车此刻的速度2 v0=a2t1                     ②                   (1分)

①∕②得                                               (2分)

(2)小车加速度.                                (1分)

金属块与小车位移之差,    (2分)

,∴    ③                                      (1分)

从小金属块滑至车中点C开始到小金属块停在车的左端,它与车有共同速度,设为v,此过程中,系统水平方向动量守恒,有 

2m×2v0+mv0= (2m+m)v,得v=v0.                                  (2分)

此过程中系统动能损失为,(2分)

                ④                                       (2分)

③∕④∴.                                               (2分)

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