问题 计算题

水平放置的轻弹簧左端固定,小物块P(可视为质点)置于水平桌面的A点并与弹簧的右端接触但不相连,此时弹簧处于原长,现用力缓慢地向左水平推P至B点(弹簧仍在弹性限度内),推力做的功是6 J,撤去推力后,P沿桌面滑到一辆停在光滑水面地面、紧靠水平桌边缘的平板小车Q上,小车的上表面与桌面在同一水平面上,已知P的质量为m=1 kg,Q的质量为M=4 kg,A、B间距L1=20 cm,A离桌边沿C的距离L2=60 cm,P与桌面间的动摩擦因数为μ1=0.4,g=10 m/s2,物块P滑出小车Q时的速度v1=0.8 m/s,小车Q长L3=50 cm。求:

(1)小物块P在桌边沿C的速度大小vC=?

(2)小物块P与小车Q上表面间的动摩擦因数μ2=?

(3)小物块P在小车上表面上运动的过程中,小车通过的距离?

答案

解:(1)滑块在从A到B、B到A、A到C的整个过程中,设弹簧做功为W1,外力做功为W2,摩擦力做功为W3,则

W1=0

W2=6J

W3= -μ1mg(L1+L1+L2)= -4 J

根据功能关系有:W1+W2+W3=mv-0

解得vC=2 m/s

(2)设物块滑出小车后小车的速度为v2,根据动量守恒定律mvC=mv1+Mv2

解得v2=0.3m/s

由能量守恒得

解得μ2=0.3

(3)设小车的加速度为a,通过的距离为l,则m/s2

=2aL,得m

单项选择题
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