6.物块与平板间的相对滑动
【例18】如图22所示,一质量为M的平板车B放在光滑水平面上,在其右端放一质量为m的小木块A,m<M,A、B间动摩擦因数为μ,现给A和B以大小相等、方向相反的初速度v0,使A开始向左运动,B开始向右运动,最后A不会滑离B,求:
(1)A、B最后的速度大小和方向;
(2)从地面上看,小木块向左运动到离出发点最远处时,平板车向右运动的位移大小。
练习29、如图23所示,质量为M=2.0kg的小车放在光滑水平面上,在小车右端放一质量为m=1.0kg的物块,物块与小车之间动摩擦因数为μ=0.1,使物块以初速度V1=0.4m/s水平向左运动,同时使小车以初速度V2=0.8m/s水平向右运动(g取10m/s)。求: (1)物块和小车相对静止时,物块和小车的速度大小和方向; (2)为使物块不从小车上滑下,小车长度L至少为多少?
练习30、如图所示,质量为M=3kg的木板放在光滑的水平面上,在木板的最左端有一小物块(可视为质点),物块的质量为m=1kg,物块与木板间动摩擦因数为0.5,竖直固定的档板下端离地面高略大于木板的高度,初始时,木板与物块一起以水平速度V=2m/s向右运动,当物块运动到档板时与档板发生无机械能损失的碰撞。求:
(1)木板足够长,求物块与档板第一次碰撞后,物块与木板所能获得的共同速率; (2)木板足够长,则物块与档板第一次碰撞后,物块向右(相对于木板)运动所能达到的最大距离;、
(3)要使物块不会从木板上滑落,则木板长度至少应为多少?
2
(g=10m/s)
图23 M V1 m V2 2
V0 B 图22
A V0 V Page 11 of 13
图33
练习31、如图34所示,质量为m的小球,从水平弹簧枪中以速度v(相对地面)射出,弹簧枪装在质量为M的车的细杆上。小车位于光滑的水平桌面上,车长为L,细杆高为h且位于车的中点,求v要多大小球才不会落在小车上?
9.临界问题
图34 v 【例19】、 如图35所示,甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏。甲和他的冰车总质量共为30kg,乙和他的冰车总质量也是30kg。游戏时,甲推着一个质量为15kg的箱子和他一起以2m/s的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来。为了避免相撞,甲突然将箱子滑冰面推给乙,箱子滑到乙处,乙迅速抓住。若不计冰面摩擦,求甲至少以多大速度(相对地)将箱子推出,才能避免与乙相撞?
练习32、如图所示甲、乙两人做抛球游戏,甲站在一辆平板车上,车与水平地面间摩擦不计.甲与车的总质量M=100 kg,另有一质量m=2 kg的球.乙站在车的对面的地上,身旁有若干质量不等的球.开始车静止,甲将球以速度v(相对地面)水平抛给乙,乙接到抛来的球后,马上将另一质量为m′=2m的球以相同速率v水平抛回给甲,甲接住后,再以相同速率v将此球水平抛给乙,这样往复进行.乙每次抛回给甲的球的质量都等于他接到的球的质量为2倍,求:
(1)甲第二次抛出球后,车的速度大小.
(2)从第一次算起,甲抛出多少个球后,再不能接 到乙抛回来的球.?
Page 12 of 13
甲 乙 图35
v 图36
练习33、光滑水平面上人和车的总质量为M,另有一小球m,且M:m=31:2,开始人拿着球坐
在车上静止,现人以速度v将球m沿平面推向正前方的固定挡板,球与板碰后等速率返回,人接到球后再以速度v将球推向档板,再反弹再接再推,则人推球多少次后不能再接到弹回来的球?
Page 13 of 13