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如图所示,长木板A右边固定着一个挡板,包括挡板在内的总质量为1.5M,静止在光滑...

如图所示,长木板A右边固定着一个挡板,包括挡板在内的总质量为1.5M,静止在光滑的水平地面上.小木块B质量为M,从A的左端开始以初速度v在A上滑动,滑到右端与挡板发生碰撞,已知碰撞过程时间极短,碰后木块B恰好滑到A的左端就停止滑动.已知B与A间的动摩擦因数为μ,B在A板上单程滑行长度为l.求:

(1)若μ=3v/160g,在B与挡板碰撞后的运动过程中,摩擦力对木板A做正功还是负功?做多少功?
(2)讨论A和B在整个运动过程中,是否有可能在某一段时间里运动方向是向左的.如果不可能,说明理由;如果可能,求出发生这种情况的条件.

 

(1)0.068Mv02(2)2v02/15g<μl≤3v02/20g 【解析】(1)B与A碰撞后,B相对于A向左运动,A所受摩擦力方向向左,A的运动方向向右,故摩擦力作负功.设B与A碰撞后的瞬间A的速度为v1,B的速度为v2,A、B相对静止后的共同速度为v,整个过程中A、B组成的系统动量守恒,有 Mv0=(M+1.5M)v 解得:v=2v0/5. 碰撞后直至相对静止的过程中,系统动量守恒,机械能的减少量等于系统克服摩擦力做的功,即Mv2+1.5Mv1=2.5Mv① ×1.5Mv12+Mv22-×2.5Mv2=Mμlg,② 可解出v1=v0(另一解v1=v0因小于v而舍去) 这段过程中,A克服摩擦力做功 W=×1.5Mv12-×1.5Mv2=Mv02(0.068Mv02). (2)A在运动过程中不可能向左运动,因为在B未与A碰撞之前,A受到的摩擦力方向向右,做加速运动,碰撞之后A受到的摩擦力方向向左,做减速运动,直到最后,速度仍向右,因此不可能向左运动. B在碰撞之后,有可能向左运动,即v2<0.先计算当v2=0时满足的条件,由①式,得 v1=(2v0/3)-(2v2/3), 当v2=0时,v1=2v0/3,代入②式, 得(×1.5M×)-(×2.5M×)=Mμgl 解得μlg= B在某段时间内向左运动的条件之一是μl< 另一方面,整个过程中损失的机械能一定大于或等于系统克服摩擦力做的功,即 Mv02-2.5M()2≥2Mμlg, 解出另一个条件是 最后得出B在某段时间内向左运动的条件是. 点睛:正确应用动量守恒和功能关系列方程是解决这类问题的关键,尤其是弄清相互作用过程中的功能关系.  
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考点分析:
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如图所示,一质量M=2kg的长木板B静止于光滑水平面上,B的右边放有竖直挡板.现有一小物体A(可视为质点)质量m=1kg,以速度v=6m/s从B的左端水平滑上B,已知A和B间的动摩擦因数μ=0.2,B与竖直挡板的碰撞时间极短,且碰撞时无机械能损失.

(1)若B的右端距挡板s=4m,要使A最终不脱离B,则木板B的长度至少多长?
(2)若B的右端距挡板s=0.5m,要使A最终不脱离B,则木板B的长度至少多长?

 

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如图所示,长为L=0.50m的木板AB静止、固定在水平面上,在AB的左端面有一质量为M=0.48kg的小木块C(可视为质点),现有一质量为m=20g的子弹以v=75m/s的速度射向小木块C并留在小木块中.已知小木块C与木板AB之间的动摩擦因数为μ=0.1.(g取10m/s

(1)求小木块C运动至AB右端面时的速度大小v
(2)若将木板AB固定在以u=1.0m/s恒定速度向右运动的小车上(小车质量远大于小木块C的质量),小木块C仍放在木板AB的A端,子弹以v′=76m/s的速度射向小木块C并留在小木块中,求小木块C运动至AB右端面的过程中小车向右运动的距离s.

 

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如图所示,一条不可伸缩的轻绳长为l,一端用手握着,另一端系一个小球,今使手握的一端在水平桌面上做半径为r、角速度为ω的匀速圆周运动,且使绳始终与半径为r的圆相切,小球也将在同一水平面内做匀速圆周运动.若人手提供的功率恒为P,求:

(1)小球做圆周运动的线速度大小;

(2)小球在运动过程中所受到的摩擦阻力的大小.

 

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如图所示,带弧形轨道的小车放在上表面光滑的静止浮于水面的船上,车左端被固定在船上的物体挡住,小车的弧形轨道和水平部分在B点相切,且AB段光滑,BC段粗糙.现有一个离车的BC面高为h的木块由A点自静止滑下,最终停在车面上BC段的某处.已知木块、车、船的质量分别为m=m,m=2m,m=3m;木块与车表面间的动摩擦因数μ=0.4,水对船的阻力不计,求木块在BC面上滑行的距离s是多少?(设船足够长)

 

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如图所示,质量2.0kg的小车放在光滑水平面上,在小车右端放一质量为1.0kg的物块,物块与小车之间的动摩擦因数为0.5,当物块与小车同时分别受到水平向左F=6.0N的拉力和水平向右F=9.0N的拉力,经0.4s同时撤去两力,为使物块不从小车上滑下,求小车最少要多长.(g取10m/s

 

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