问题
计算题
如图示,质量M=2kg的长木板B静止于光滑水平面上,B的右边放有竖直固定挡板,B的右端距离挡板S。现有一小物体A(可视为质点)质量为m=1kg,以初速度从B的左端水平滑上B。已知A与B间的动摩擦因数,A始终未滑离B,B与竖直挡板碰前A和B已相对静止,B与挡板的碰撞时间极短,碰后以原速率弹回。求:
(1)B与挡板相碰时的速度大小;
(2)S的最短距离;
(3)木板B的长度L至少要多长。(保留2位小数)
答案
解:(1)设B与挡板相碰时的速度大小为,由动量守恒定律
(2)A与B刚好共速时B到达挡板S距离最短,由牛顿第二定律,B的加速度
(3)A滑上B至B与挡板相碰过程中,A、B间的相对位移为,根据动能定理,有
解得
B与挡板碰后,A、B最后一起向左运动,共同速度大小为,由动量守恒定律
此过程中A、B的相对位移为,则有