答
(1)由图2所示可知,t=0.6s时,
小车A和木板B的速度大小分别为:vA=2.4m/s、vB=0.3m/s.
小车的位移:sA=t=t,
木板的位移:sB=t=t,
两者位移之差:sA+sB=L,
解得开始时小车A与木板右端挡板的距离:L=0.81m;
(2)小车A在木板上运动过程,受木板的作用力:F=ma小车,
木板受力向左加速运动,由牛顿第二定律得:
F′-μ(M+m)g=Ma木板,
由牛第三定律得:F′=F,方向相反,
由图2所示图象可知,小车与木板的加速度:
a小车===4m/s2,a木板===0.5m/s2.
解得木板与地面间的动摩擦因数:μ=0.1;
(3)小车与挡板碰后立刻粘合,碰撞过程动力守恒,
以小车与木板组成的系统为研究对象,以小车的初速度方向为正方向,
由动量守恒定律得:mvA-MvB=(m+M)v,
碰后滑行过程,由动能定理得:
-μ (m+M)gs’= 0-(m+M)υ2,
解得,碰后位移:s’=0.18m,方向:向右,
木板碰前的位移:sB1=t=t=0.09m,方向:向左,
因此木板的总位移:sB=s′-sB1=0.09m,方向:向右;
答:(1)开始时小车A与木板右端挡板的距离为0.81m;
(2)木板与地面间的动摩擦因数为0.1.
(3)从小车启动到最终木板停下全过程,木板的总位移为0.09m,方向水平向右.
答案解析:(1)由匀变速运动的平均速度公式求出小车与木板的位移,然后根据几何关系求出木板的长度.
(2)根据图象求出小车与木板的加速度,然后应用牛顿第二定律求出动摩擦因数.
(3)应用动量守恒定律求出碰后小车与木板的速度,然后应用动能定理求出位移.
考试点:动量守恒定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系;动能定理.
知识点:分析清楚物体的运动过程、由图象获取所需信息、应用匀变速运动规律、牛顿第二定律、动量守恒定律与动能定理即可正确解题.