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质量为M=4.0kg的平板小车静止在光滑的水平面上,如图所示,当t=0时,两个质量分别为mA=2kg、mB=1kg的小物体A、B都以大小为v0=7m/s.方向相反的水平速度,同时从小车板面上的左右两端相向滑动
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质量为M=4.0kg的平板小车静止在光滑的水平面上,如图所示,当t=0时,两个质量分别为mA=2kg、mB=1kg的小物体A、B都以大小为v0=7m/s.方向相反的水平速度,同时从小车板面上的左右两端相向滑动.到它们在小车上停止滑动时,没有相碰,A、B与车间的动摩擦因素μ=0.2,取g=10m/s2,求:
(1)A在车上刚停止滑动时,A和车的速度大小
(2)A、B在车上都停止滑动时车的速度及此时车运动了多长时间.
(1)A在车上刚停止滑动时,A和车的速度大小
(2)A、B在车上都停止滑动时车的速度及此时车运动了多长时间.
▼优质解答
答案和解析
(1)当A和B在车上都滑行时,在水平方向它们的受力分析如图所示:
由受力图可知,A向右减速,B向左减速,小车向右加速,所以首先是A物块速度减小到与小车速度相等.
设A减速到与小车速度大小相等时,所用时间为t1,其速度大小为v1,则:
v1=v0-aAt1 μmAg=mAaA ①
v1=a车t1 μmAg-μmBg=Ma车 ②
由①②联立得:v1=1.4m/s t1=2.8s③
(2)根据动量守恒定律有:
mAv0-mBv0=(M+mA+mB)v ④
v=1m/s⑤
总动量向右,当A与小车速度相同时,A与车之间将不会相对滑动了.
设再经过t2时间小物体A与B车速度相同,则:
-v=v1-aBt2 μmBg=mBaB⑥
由⑥⑦式得:t2=1.2s ⑦
所以A、B在车上都停止滑动时,车的运动时间为t=t1+t2=4.0s
答:(1)A在车上刚停止滑动时,A和车的速度大小为1.4m/s.
(2)A、B在车上都停止滑动时车的速度为1m/s,此时车运动了4.0s.
由受力图可知,A向右减速,B向左减速,小车向右加速,所以首先是A物块速度减小到与小车速度相等.
设A减速到与小车速度大小相等时,所用时间为t1,其速度大小为v1,则:
v1=v0-aAt1 μmAg=mAaA ①
v1=a车t1 μmAg-μmBg=Ma车 ②
由①②联立得:v1=1.4m/s t1=2.8s③
(2)根据动量守恒定律有:
mAv0-mBv0=(M+mA+mB)v ④
v=1m/s⑤
总动量向右,当A与小车速度相同时,A与车之间将不会相对滑动了.
设再经过t2时间小物体A与B车速度相同,则:
-v=v1-aBt2 μmBg=mBaB⑥
由⑥⑦式得:t2=1.2s ⑦
所以A、B在车上都停止滑动时,车的运动时间为t=t1+t2=4.0s
答:(1)A在车上刚停止滑动时,A和车的速度大小为1.4m/s.
(2)A、B在车上都停止滑动时车的速度为1m/s,此时车运动了4.0s.
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