如图所示,在光滑水平桌面上放有长木板,
的右端有固定挡板
,木板
的长度为
。另有小物块
和
可以在长木板上滑动,
之间和
之间的动摩擦因数相同,
之间和
之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
的尺寸以及
的厚度皆可忽略不计,
(连同挡板
)的质量皆为
。(1)若
被固定在桌面上,
静止放在木板
的中央,
以初速度
从左端冲上木板
,物块
刚好能碰到
,求
之间的动摩擦因数;(2)若
未被固定在桌面上,开始时
静止放在木板
的中央,
以初速度
从左端冲上木板
。a.要使物块
与
能相碰,初速度
应满足的条件是什么?b.若物块
与
发生碰撞过程的时间极短,且碰撞过程中没有机械能损失,要使物块
能够与挡板
发生碰撞,初速度
应满足的条件是什么?
(1),(2)
,
(1)C被固定住,则A在摩擦力的作用下减速运动到B点,刚好碰到B的条件是达到B点A速度为零,即,得
(2)a、要使物块A刚好与物块B发生碰撞,物块A运动到物块B处时,A、B的速度相等,
即v1=-μgt=
μgt ,得v1=
设木板C在此过程中的位移为x1,则物块A的位移为x1+L,由动能定理
-μmg(x1+L)=mv12-
m
2
μmgx1=(2m)v12
联立上述各式解得,要使物块A、B发生相碰的条件是
b、因为AB碰撞过程中没有机械能的损失,且两物块完全相同,所以碰撞时交换速度,就好像是A一直减速运动到挡板P一样,且刚好发生碰撞时,BC速度相等
即v2=-μgt=
μgt ,得v2=
设木板C在此过程中的位移为x2,则物块AB的位移之和为x2+2L,由动能定理
-μmg(x2+2L)=mv22-
m
2
μmgx2=(2m)v22
联立上述各式解得,要使物块B与挡板发生相碰的条件是
故答案为:(1),(2)
,