(2014?宝鸡一模)如图所示,以水平地面建立x轴,有一个质量为m=1kg的木块(视为质点)放在质量为M=2kg的

2025-05-07 19:13:23
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回答1:

(1)经过分析可知,木板碰挡板前,木块和木板组成的系统保持相对静止向右匀减速运动,设木板碰挡板时的速度为v1,其加速度为a1,对二者组成的系统,由其受力分析结合牛顿第二定律有:μ1(m+M)g=(m+M)a1

v
-
v
=2a1s
其中:s=x-L=21m-11.5m=9.5m.
解得:v1=9m/s(水平向右)
(2)由题意可知,当木板碰到挡板并撤掉挡板后,木板以初速度v1向左做匀减速运动,木块以初速度v1向右做匀减速运动,设木板和木块的加速度分别为a2和a3,由牛顿第二定律可知:
a2=
μ2mg+μ1(M+m)g
M
=6m/s2(水平向右)
a3=
μ2mg
m
2g=9m/s2(水平向左)
假设木块没有掉离木板,由于木块加速度较大,所以木块先停下,然后向左做匀加速运动,直到二者保持相对静止.设二者保持相对静止所用时间为t2
共同速度为v2,可得:v1-a3t2=-(v1-a2t2
解得:t2=1.2s  v2=1.8m/s(水平向左)
在此过程中,木块运动位移s1=
v1-v2
2
×t2=4.32m
(水平向右)
木板运动位移s2=
v1+v2
2
×t2=6.48m
(水平向左)
所以二者相对位移△s=s1+s2=10.8m<L=11.5m,即二者相对运动时木块没有掉离木板.二者共速后,又以a1=1m/s2向左减速至停下,
设其向左运动的位移为s3
v
=2a1s3

解得:s3=1.62m
最终木板M左端A点位置坐标为x=x0-L-s2-s3=1.4m.
答:(1)木板碰挡板P前瞬间的速度v1为9m/s,方向向右.
(2)木板最终停止运动时其左端A的位置坐标为1.4m.