如图所示,长为L=2m的木板A质量为M=2kg,A静止于足够长的光滑水平面上,小物块B(可视为质点)静止于A的左端,B的质量为m1=1kg,曲面与水平面相切于M点.现让另一小物块C(可视为质点)从光滑曲面上离水平面高h=3.6m处由静止滑下,C与A相碰后与A粘在一起,C的质量为m2=1kg,C与A碰撞时间极短,碰后经过一段时间,B刚好不从A上掉下来,g=10m/s2.求A、B之间的动摩擦因数μ.
设C滑到至水平面的速度为v.对于C下滑的过程,根据机械能守恒定律得:
mgh=
mv21 2
得:v=
=2gh
m/s=6m/s2×10×3.6
对于C、A碰撞过程,设碰后共同速度为v1.取向左为正方向,以C、A组成的系统为研究对象,根据动量守恒定律得:
m2v=(M+m2)v1;
则得:v1=
=m2v M+m2
m/s=2m/s1×6 2+1
B将要离开A的边缘时与A有共同速度,设为v2.取向左为正方向,对A、B、C组成的系统,由动量守恒定律得:
m2v=(M+m1+m2)v2;
可得:v2=
=m2v M+m1+m2
m/s=1.5m/s1×6 2+1+1
A、B、C组成的系统,由能量守恒定律得:
μm1gL=
(M+m2)1 2
-v 21
(M+m1+m2)1 2 v 22
代入得:μ×1×10×2=
(2+1)×22-1 2
×(2+1+1)×1.521 2
解得:μ=0.075
答:A、B之间的动摩擦因数μ是0.075.