如图所示,质量m1=0.3kg的小车静止在光滑的水平面上,车长L=1.5m,现有质量m2=0.2kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v0从左端滑上小车.物块与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10m/s2.要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v0不超过多少?
网友回答
解:物块不从小车右端滑出的临界条件为物块滑到小车右端时恰好两者达到共同速度,设此速度为v,由水平方向动量守恒得:
m2v0=(m1+m2)v…①
设此过程物块对地位移为s1,小车对地位移为s2,由动能定理得:
-μm2gs1=m2v2-m2…②
μm2gs2=…③
而且:L=s1-s2…④
联立①②③④得:v0==m/s=5m/s
答:物块滑上小车左端的速度v0不超过5m/s
解析分析:物块不从小车右端滑出的临界条件为,两者达到共同速度时物块恰好到达小车右端,两者对地的位移差恰等于车的长度.选物块与小车组成的系统,水平方向动量守恒,求得共同的速度,对于物块和小车分别利用动能定理可得两者对地的位移.
点评:物块不从小车右端滑出的临界条件为,两者达到共同速度时物块恰好到达小车右端,两者对地的位移差恰等于车的长度,对于两者组成系统动量守恒,在对两者分别应用动能定理求解,有一定的运算量,难度适中