问题
计算题
如图甲所示,光滑水平面上停放着一辆上表面粗糙的质量为M的平板车,一质量为m的小金属块以水平速度v0从平板车的左端滑上平板车,在运动过程中的0~t0时间内它们的速度随时间变化的图象如图乙所示,求:
(1)小金属块与平板车的质量之比;
(2)小金属块与平板车上表面间的动摩擦因数;
(3)若小金属块最后刚好没滑离平板车,则平板车的长度为多少?
答案
解:(1)以平板车和小金属块为研究对象,由平板车和小金属块组成的系统受合外力为零,所以动量守恒:
代入数据得:
(2)以小金属块为研究对象,由动量定理:
代入数据得:
(3)设小金属块与平板车最后的共同速度为v,由动量守恒定律:
代入数据得:
设平板车长为L,以系统为研究对象,根据能量守恒可得:
解得: