问题
计算题
如图甲所示,质量为M的长木板静止放置在粗糙水平地面上,一质量为m、可视为质点的物块以某一水平初速度从左端冲上木板。从物块冲上木板到物块和木板达到共同速度的过程中,物块和木板的v-t图象分别如图乙中的折线acd和bcd所示,a、b、c、d点的坐标分别为a(0,1.0)、b(0,0)、c(4,0.4)、d(12,0)。求:
(1)物块在长木板上滑行的距离;
(2)物块质量m与木板质量M之比。
答案
解:(1)由v-t图象的物理意义可得,物块在木板上滑行的距离为:
△s=×4 m-
×4m=2.0m
(2)设物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小为a1,木板做匀加速直线运动的加速度大小为a2,达相同速度后一起匀减速直线运动的加速度大小为a,根据牛顿第二定律
对物块有:μ1mg=ma1
对长木板有:μ1mg-μ2(m+M)g=Ma2
对整体有:μ2(m+M)g=(m+M)a
由图象可得:a1=0.15 m/s2,a2=0.1 m/s2,a=0.05 m/s2
由以上各式解得: