问题 问答题

如图两个完全相同的质量为m的木板A、B置于水平地面上,它们的间距s="2.88" m.质量为2m、大小可忽略的物块C置于A板的左端,C与A之间的动摩擦因数为μ1=0.22,A、B与水平地面之间的动摩擦因数为μ2=0.10,最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.开始时,三个物体处于静止状态.现给C施加一个水平向右、大小为mg的恒力F,假定木板A、B碰撞时间极短且碰撞后黏连在一起.要使C最终不脱离木板,每块木板的长度至少为多少?

答案

0.3 m

设A、C之间的滑动摩擦力大小为f1,A与水平面之间的滑动摩擦力大小为f2

因为μ1=0.22,μ2=0.10

所以F=mg<f112mg且F=mg>f22(2m+m)g

所以一开始A和C保持相对静止,在F的作用下向右加速度运动,有

(F-f2)s=·(2m+m)v12

A、B两木板碰撞瞬间,内力远大于外力,由动量守恒定律得

mv1=(m+m)v2

碰撞后到三个物体达到共同速度的相互作用过程中,设木板向前移动的位移为s1.

选三个物体构成的整体为研究对象,外力之和为零,则

2mv1+(m+m)v2=(2m+m+m)v3

设A、B系统与水平地面之间的滑动摩擦力大小为f3,对A、B系统,由动能定理

f1s1-f3s1=·2mv32-·2mv22

f32(2m+m+m)g

对C由动能定理

F·(2l+s1)-f1·(2l+s1)= ×2mv32-×2mv12

由以上各式,再代入数据可得l="0.3" m  

单项选择题
判断题