精英家教網(wǎng)質量M=0.6kg的平板小車靜止在光滑水面上,如圖所示,當t=0時,兩個質量都為m=0.2kg的小物體A和B,分別從小車的左端和右端以水平速度v1=5.0m/s和v2=2.0m/s同時沖上小車,當它們相對于小車停止滑動時,沒有相碰.已知A、B兩物體與車面的動摩擦因數(shù)都是0.20,取g=10m/s2,求:
(1)A、B兩物體在車上都停止滑動時車的速度.
(2)車最小的長度.
分析:(1)以A、B和車組成的系統(tǒng)為研究對象,該系統(tǒng)水平方向動量守恒,根據(jù)動量守恒定律列方程求解.
(2)對系統(tǒng)運用功能關系,系統(tǒng)克服摩擦力做的功等于系統(tǒng)動能的減少量,列方程求解即可.
解答:解:(1)設物體A、B相對于車停止滑動時,車速為v,根據(jù)動量守恒定律有:
m(v1-v2)=(M+2m)v
代入數(shù)據(jù)解得:v=0.6m/s,方向向右.
(2)設物體A、B在車上相對于車滑動的距離分別為L1、L2,車長為L,由功能關系有
μmg(L1+L2)=
1
2
mv12
+
1
2
mv22
-
1
2
(M+2m)v 2

又L≥L1+L2
代入數(shù)據(jù)解得L≥6.8m   
即L至少為6.8m
答:(1)A、B兩物體在車上都停止滑動時車的速度為0.6m/s,方向向右;
(2)車的長度至少是6.8m.
點評:把動量守恒和能量守恒結合起來求解是常見的問題.此題要求清楚運動過程中能量的轉化.
練習冊系列答案
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如圖所示,在傾角θ=37°的固定斜面上放置一質量M=1kg、長度L=2m的薄平板AB.平板的下端B與斜面底端C的距離為5m.在平板的上端A處放一質量m=0.6kg的滑塊,滑塊與平板間的動摩擦因數(shù)μ1=0.25,滑塊可看作質點,開始時使平板和滑塊都靜止,之后將它們無初速釋放.設平板與斜面間、滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5,求滑塊與平板下端B到達斜面底端C的時間差△t.(sin37°=0.60,cos37°=0.80,g取10m/s2

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(1)A、B在車上都停止滑動時車的速度;
(2)車的長度至少是多少?
(3)在圖中所給的坐標系中畫出0至4.0s內小車運動的速度--時間圖象.
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(1)水平板轉動的最大角速度ω為多少?
(2)水平板轉動的最小角速度ω為多少?
(3)水平板轉動的角速度ω為多少時,可使物體M與木板間摩擦力為0?g取10m/s2,結果中可保留根號.

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