质量为m=1kg的小木块(可看成质点),放在质量为M=5kg的长木板的左端,长木板放在光滑的水平桌面上.小木块与长木板间的动摩擦因数μ=0.1,长木板的长度l=2。5m.系统处于给小木块一个水平向右的冲量I,则冲量I至少是多大?
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想让小木块从木板上滑下,就是在木板和小木块达到共同速度之前,位移差不小于L=2.5米。 整理已知条件见,小木块相对于长木板的加速度为: μg,小木块做初速度未知,加速度方向与初速度方向相反的匀减速直线运动。分析到这里,我们想到假定木板为参照系的算法,是否可行尚未可知,先放在一边。现在用地面做参照来算: 假设小木块在木板最边缘停住(刚好未掉落),此时, 动能定理、动量守恒定律 I=mv1=(m+M)v2-------------① 摩擦力做功等于系统动能减少量 μmgL=1/2mv1²-1/2(m+M)v2²----② 解得v1=√6,I=√6kgm/s 再用木板做参照系算一下,验证想法:木块相对于木板做初速度为V1,加速度为=μg,末速度为0的匀减速直线运动,运动距离为L,将运动反向,用推导公式2as=vt²-v0²写出方程:2μgL=V1²,V1可解, 或者用能量,摩擦力做功等于动能减少量:μgL=1/2V1²,V1可解,发现两方程一样,说明s=1/2at²,两边乘at的算法和能量有牵扯,算是意外收获!