如图所示,一辆质量为M的平板小车在光滑的水平面上以速度v做直线运动,今在小车的前端轻轻地放上一个质量为m的物体,物体放在小车上时相对于地面的水平速度为零,设物体与小车之间的动摩擦因数为μ,为使物体不致从小车上滑下去,小车的最短长度为______.

问题描述:

如图所示,一辆质量为M的平板小车在光滑的水平面上以速度v做直线运动,今在小车的前端轻轻地放上一个质量为m的物体,物体放在小车上时相对于地面的水平速度为零,设物体与小车之间的动摩擦因数为μ,为使物体不致从小车上滑下去,小车的最短长度为______.

根据动量守恒:mv=(M+m)v′
根据功能关系:μmgL=

1
2
mv2-
1
2
(M+m)v′2
联立得:L=
Mv2
2μg(m+M)

故答案为:
Mv2
2μg(m+M)

答案解析:根据动量守恒求小车与物块最后的共同速度,根据功能关系求小车的最短长度.
考试点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
知识点:本题利用动量与功能关系求解,也可以根据牛顿第二定律和运动学公式求解.