问题 问答题

如图所示,质量m=20kg的物体以水平速度v0=5m/s滑上静止在水平地面的平板小车的左端.小车质量M=80kg,物体在小车上滑行一段距离后相对于小车静止.已知物体与平板间的动摩擦因数μ=0.8,小车与地面间的摩擦可忽略不计,g取10m/s2,求:

(1)物体相对小车静止时,小车的速度大小;

(2)整个过程中系统产生的热量;

(3)小车在地面上滑行的距离.

答案

(1)因小车与地面之间没有摩擦力,物体和车组成的系统,合外力为零,系统的动量守恒,取向右方向为正方向,根据系统的动量守恒可得,

mv0=(M+m)v

即20×5=(20+80)v

解得:v=1m/s,即物体相对小车静止时,小车速度大小为1m/s.

(2)根据系统的能量守恒可得,

产生的热量 Q=

1
2
mv02-
1
2
(m+M)v2=[
1
2
×20×52-
1
2
×(20+80)×12]J=200J.

(3)对小车,由动能定理可得,

W=fS=

1
2
Mv2

即160S=

1
2
×80×12J=40J,

所以S=0.25m,

答:(1)物体相对小车静止时,小车的速度大小是1m/s;(2)整个过程中系统产生的热量是200J;(3)小车在地面上滑行的距离是0.25m.

单项选择题
判断题