一质量为5Kg的长木板,静止在光滑水平桌面上.一质量为2Kg的小滑块以水平速度V0=4m/S2从长木板的一端开始在木板上滑动,直到离开木板.滑块刚离开木板时的速度为2m/s.若将以木块固定在
问题描述:
一质量为5Kg的长木板,静止在光滑水平桌面上.一质量为2Kg的小滑块以水平速度V0=4m/S2从长木板的一端开始在木板上滑动,直到离开木板.滑块刚离开木板时的速度为2m/s.若将以木块固定在水平桌面上,其他条件相同,求滑块离开木板时的速度大小.
答
设第一次滑块离开时木板速度为v,由系统的动量守恒,有
mv0=mv′+Mv
解得v=
=m(v0−v′) M
=0.8m/s2×(4−2) 5
设滑块与木板间摩擦力为f,木板长L,滑行距离s,如图,
由动能定理对木板:fs=
Mv2 1 2
对滑块:-f(s+L)=
mv′2-1 2
mv021 2
即 fL=
mv02-1 2
mv′2-1 2
Mv2=1 2
×2×16−1 2
×2×4−1 2
×5×0.64=10.4J1 2
当板固定时 fL=
mv02-1 2
mv″21 2
解得:v″=
=2.37m/s
×2×16−10.41 2
×21 2
答:滑块离开木板时的速度大小2.37m/s