(2006?镇江模拟)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

2025-05-21 23:18:29
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回答1:

(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,故摩擦力做负功.
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,由动量守恒定律得: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,
由动量守恒定律得:Mv2+1.5Mv1=2.5Mv,①,由能量守恒定律得:
1
2
×1.5Mv12+
1
2
Mv22-
1
2
×2.5Mv2=Mμgl ②,
解得:v1=
1
2
v0(另一解v1=
3
10
v0因小于v而舍去)
这段过程中,A克服摩擦力做功:W=
1
2
×1.5Mv12-
1
2
×1.5Mv2=
27
400
Mv02
(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,
1
2
×1.5M
4v02
9
-
1
2
×2.5M
4v02
25
=Mμgl,
解得μgl=
2v02
15

B在某段时间内向左运动的条件是μl<
2v02
15g

答:(1)摩擦力对木板A做负功,做的功是-
27
400
Mv02
(2)A不可能向左运动,B可能向左运动,B向左运动的条件是:μl<
2v02
15g