如圖所示,質量M=0.3kg的長木板B靜止於光滑水平面上,B的右邊放有豎直固定擋板,B的右端距離擋板S.現有一小物體A(

題目:

如圖所示,質量M=0.3kg的長木板B靜止於光滑水平面上,B的右邊放有豎直固定擋板,B的右端距離擋板S.現有一小物體A(可視爲質點)質量爲m=0.1kg,以初速度v0=4m/s從B左端水平滑上B.已知A與B間的動摩擦因素μ=0.3,A始終未滑離B,B與豎直擋板碰前A和B已相對靜止,B與擋板的碰撞時間極短,碰後以原速率彈回.求:
(1)B與擋板相碰時的速度大小;
(2)S的最短距離;
(3)木板B的長度L至少要多長(保留2位小數)

解答:

(1)設B與擋板相碰時的速度大小爲V,A與B相對滑動的距離爲L`
則摩擦力對B的作用能量爲μmgL`=1/2MV^2
根據能量守恆 1/2mV0^2=1/2(m+M)V^2+μmgL
0.5*0.1*4*4=0.5*(0.1+0.3)*V^2+0.5*0.3*V^2
V=1.51m/s
(2)S的最短距離,即A與B速度相等時,恰好到達擋板.
已知此時的V=1.51m/s,B受到的摩擦力爲μmg=0.3*0.1*10=0.3N
B的加速度a=0.3/0.3=1m/s^2 則V^2-0^2=2aS
1.51^2=2*1*S S=1.14米
(3)L的長度即爲A與B同速度是,恰好到達B的最右端
A的加速度a`=-μmg/m=-3 m/s
V^2-V0^2=2a`L
1.51^2-4^2=2*(-3)L
L=2.29米
可能回答的不對,請各位指正!

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