问题 问答题

(20分)如图所示,质量为m3的平板车C放在光滑水平面上,车上放有AB两小滑块,质量分别是m1m2,与平板车上表面间动摩擦因数分别为μ1μ2。同时分别给AB一个冲量使它们都获得相同大小的初速度v 0开始相向运动,AB恰好不相碰。已知m1=10 kg,m2=2 kg,m3=6 kg, μ1=0.1,μ2=0.2, v0=9 m / s。g取10 m /s2。求:

(1) AB都在平板车上不滑动时,C的速度大小v c=?

(2)开始运动前,AB之间的距离s=?

答案

(1)4 m / s(2)55.125 m

以向左为正方向。

(1) ABC组成的系统的动量守恒,AB都不滑动时,三者共速向右,则

m1v0m2v0=(m1m2m3)vc                  ………………(3分)

vc=4 m / s                                          ………………(1分)

(2) 设ABC在相对滑动过程中加速度大小分别为a1a2a3,则

a1=-μ1g=-1 m /s2                                   ………………(1分)

a2μ2g=2 m /s2                                   ………………(1分)

a3=1 m /s2                     ………………(1分)

假设ABC共速前一直与C相对滑动,设需要的时间分别为tAtB,则

s

s

由于tBtA,所以A先停止滑动。         ………………(2分)

A从开始到停止滑动经过的时间为tA刚停止滑动时,AC的速度都为v1B的速度为v2,则

C有:v1a3t                        ………………(1分)

A有:v1v0a1t                    ………………(1分)

解得t=4.5 s

v1=4.5 m / s                            ………………(1分)

设停止滑动以后AC的加速度都为a4,方向向左,则

a4=- 0.25 m /s2                         ………………(1分)

A从开始运动到停止滑动通过的距离是s1B从开始运动到停止滑动通过的距离是s2A停止滑动后到B停止滑动,AC通过的距离是s3,则

A有:               ………………(1分)

B有:              ………………(1分)

AC有:          ………………(1分)

解得s1=30.375 m,s2=-16.25 m,s3=8.5 m

ss1 -s2s3                                      ………………(2分)

s=55.125 m                         ………………(2分)

(评分标准说明:根据动量守恒求得vc给4分;求四个加速度各1分,共4分;判断A先停止滑动,给2分;求得v1给3分;求得s1s2s3各1分,共3分;最后结果4分。不同方法解答,对照该标准给分)

单项选择题
判断题