问题描述:
如图所示,以水平地面建立x轴,有一个质量为m=1kg的木块放在质量为M=2kg的长木板左端,木板长L=11.5m.已知木板与地面的动摩擦因数为μ1=0.1,m与M之间的摩擦因素μ2=0.9(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力).m与M保持相对静止共同向右运动,木板的左端A点经过坐标原点O时的速度为V0=10m/s,在坐标为X=21m处的P点有一挡板,木板与挡板碰撞后立即以原速率反向弹回,而木块在此瞬间速度保持不变,碰后立刻撤去挡板,g取10m/s2,求:(1)木板碰挡板时的速度v1;
(2)碰撞后经经多长时间木块向右的速度减为零;此时木板的速度大小.
最佳答案:
(1)木板碰挡板前,对木块和木板组成的系统,有:
μ1(m+M)g=(M+m)a1,
根据速度位移公式得:v02-v12=2a1(x-L),
代入数据解得v1=9m/s.
(2)碰后m向右减速,由牛顿第二定律可知:am=μ2g=0.9×10m/s2=9m/s2,
M向左减速,由牛顿第二定律得:μ1(M+m)g+μ2mg=MaM,
代入数据解得:aM=6m/s2.
碰后m运动至停止时间为:t1=
v1 |
am |
9 |
9 |
此时M的速度为:vM=v1-aMt1=9-6×1m/s=3m/s.
答:(1)木板碰挡板时的速度为9m/s;
(2)碰撞后经经1s时间木块向右的速度减为零,此时木板的速度大小为3m/s.
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