问题
计算题
如图所示,质量为m,内壁宽度为2L的A盒放在光滑的水平面上(A盒侧壁内侧为弹性材料制成),在盒内底面中点放有质量也为m的小物块B,B与A的底面间的动摩擦因数为,某时刻,对B施加一个向右的水平恒力F=,使系统由静止开始运动,当A盒右边缘与墙相撞时,撤去力F,此时B恰好与A右壁相碰。已知A和墙碰撞后速度变为零但不粘连,A和B碰撞过程无机械能损失,假设碰撞时间均极短,求整个过程中:
(1)力F做了多少功;
(2)最终物块B的位置离A盒右端的距离。
答案
解:(1)物块B向A盒右端运动过程中,对物块B: ①(2分)
对A盒: ②(2分)
③(2分)
由①②③解得:
此过程中,物块B对地位移, (2分)
力F做功 (1分)
(2)物块B与A盒右端碰前速度: ④(2分)
碰后,B以v1向左减速,A盒静止开始向左加速,最终达共同速度。
设B在A盒中相对A的总位移为S,则 ⑤(2分)
⑥(2分)
由④⑤⑥解得: (2分)
故最终B离A盒右端L (1分)