问题 问答题

如图所示,一质量为M,长为l的长方形木板B放在光滑的水平面上,其右端放一质量为m的可视为质点小物体A(m<M).现以地面为参照系,给A和B以大小相等,方向相反的初速度使A开始向左运动,B开始向右运动,但最后A刚好没有滑离B板.

(1)若已知A和B的初速度大小为v0,求它们最后的速度大小和方向;

(2)若初速度的大小未知,求小木块A向左运动到达最远处(从地面上看)离出发点距离.

答案

(1)因M>m,则其方向为正,又因系统置于光滑水平面,其所受合外力为零,故AB相对滑动时,系统总动量守恒AB相对静止后设速度为V,则系统动量为(M+m)v.方向也为正,则V方向为正,即水平向右.

且Mv0-Mv0=(M+m)v  

解得:v=

(M-m)v0
M+m
  ①

方向与B的初速度方向相同

(2)恰好没有滑离,则Q=fl=

1
2
(M+m)v02-
1
2
(M+m)v 2
  ②

A向左运动到达最远处时速度为0,对由动能定理得:-fs=0-

1
2
mv02 ③

由①②③得:

s=

(M+m)l
4M

答:(1)若已知A和B的初速度大小为v0,它们最后的速度大小为

(M-m)v0
M+m
,方向与B的初速度方向相同;

(2)若初速度的大小未知,小木块A向左运动到达最远处(从地面上看)离出发点距离为

(M+m)l
4M

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