如图所示,一块足够长的木板,放在光滑水平面上,在木板上自左向右并非放有序号是1,2,3,…,n的物体,所有物块的质量均为m,与木板间的动摩擦因数都相同,开始时,木板静止
◎ 题目
如图所示,一块足够长的木板,放在光滑水平面上,在木板上自左向右并非放有序号是1,2,3,…,n的物体,所有物块的质量均为m,与木板间的动摩擦因数都相同,开始时,木板静止不动,第1,2,3,…n号物块的初速度分别是v,2 v,3 v,…nv,方向都向右,木板的质量与所有物块的总质量相等,最终所有物块与木板以共同速度匀速运动。设物块之间均无相互碰撞,木板足够长。试求: 小题1:所有物块与木板一起匀速运动的速度v; 小题2:第1号物块与木板刚好相对静止时的速度v; 小题3:通过分析与计算说明第k号(k<n=物块的最小速度v |
◎ 答案
小题1:v=(n+1)v, 小题2:v= v 小题3:v= |
◎ 解析
小题1:设所有物块都相对木板静止时的速度为 v,因木板与所有物块系统水平方向不受外力,动量守恒,应有: m v+m·2 v+m·3 v+…+m·n v=(M + nm)v 1 M = nm, 2 解得: v=(n+1)v, 小题2:设第1号物块相对木板静止时的速度为v,取木板与物块1为系统一部分,第2 号物块到第n号物块为系统另一部分,则 木板和物块1 △p =(M + m)v-m v, 2至n号物块 △p=(n-1)m·(v- v) 由动量守恒定律:△p=△p, 解得 v= v, 3 小题3:设第k号物块相对木板静止时的速度由v ,则第k号物块速度由k v减为v的过程中,序数在第k号物块后面的所有物块动量都减小m(k v- v),取木板与序号为1至K号以前的各物块为一部分,则 △p=(M+km)v-(m v+m·2 v+…+mk v)=(n+k)m v-(k+1)m v 序号在第k以后的所有物块动量减少的总量为 △p=(n-k)m(k v- v) 由动量守恒得 △p=△p,即 (n+k)m v-(k+1)m v= (n-k)m(k v- v), 解得 v=
上一篇:质量为50㎏的人站在质量为150㎏(不包括人的质量)的船头上,船和人以0.20m/s的速度向左在水面上匀速运动,若人用t=10s的时间匀加速从船头走到船尾,船长L=5m,则船在这段时间内
下一篇:如图所示,人与冰车质量为M,球质量为m,开始均静止于光滑冰面上,现人将球以对地速度V水平向右推出,球与挡板P碰撞后等速率弹回,人接住球后又将球以同样的速度V向右推出……
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