问题 问答题

如图所示,C是放在光滑的水平面上的一块木板,木板的质量为3m,在木板的上面有两块质量均为m的小木块AB,它们与木板间的动摩擦因数均为μ。最初木板静止,A、B两木块同时以方向水平向右的初速度v0和2v0在木板上滑动,木板足够长,A、B始终未滑离木板。求:

(1)木块B从刚开始运动到与木板C速度刚好相等的过程中,木块B所发生的位移;

(2)木块A在整个过程中的最小速度。

答案

(1)         (2)

(1)木块A先做匀减速直线运动,后做匀加速直线运动;木块B一直做匀减速直线运动;木板C做两段加速度不同的匀加速直线运动,直到A、B、C三者的速度相等为止,设为v1。对A、B、C三者组成的系统,由动量守恒定律得:

                (3分)    对木块B运用动能定理,有:

                     (2分)

解得                           (2分)

(2)设木块A在整个过程中的最小速度为v′,所用时间为t,由牛顿第二定律:

对木块A,  (1分) 对木板C, (1分) 

当木块A与木板C的速度相等时,木块A的速度最小,因此有: ( 2分)

解得

木块A在整个过程中的最小速度为:       (2分)

                      (1分)

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