如图所示,C是放在光滑的水平面上的一块木板,木板的质量为3m,在木板的上面有两块质量均为m的小木块A和B,它们与木板间的
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解题思路:(1)A、B两木块同时水平向右滑动后,木块A先做匀减速直线运动,当木块A与木板C的速度相等后,AC相对静止一起在C摩擦力的作用下做匀加速直线运动;木块B一直做匀减速直线运动,直到三个物体速度相同.根据三个物体组成的系统动量守恒求出最终共同的速度,对B由动能定理求解发生的位移;

(2)当木块A与木板C的速度相等时,木块A的速度最小,根据牛顿第二定律分别研究A、C,求出加速度,根据速度公式,由速度相等条件求出时间,再求解木块A在整个过程中的最小速度;

(3)整个过程中,系统产生的内能等于滑动摩擦力与A与C、B与C相对滑动的总路程的乘积,根据能量守恒求解A、B两木块相对于木板滑动的总路程.

(1)木块A先做匀减速直线运动,后做匀加速直线运动;木块B一直做匀减速直线运动;木板C做两段加速度不同的匀加速直线运动,直到A、B、C三者的速度相等为止,设为v1.对A、B、C三者组成的系统,由动量守恒定律得:

mv0+2mv0=(m+m+3m)v1

解得:v1=0.6v0

对木块B运用动能定理,有:

-μmgs=[1/2]mv12-[1/2]m(2v02

解得:s=

91v02

50μg

(2)设木块A在整个过程中的最小速度为v′,所用时间为t,由牛顿第二定律得:

对木块A:a1=[μmg/m]=μg,

对木板C:a2=[2μmg/3m]=[2μg/3],

当木块A与木板C的速度相等时,木块A的速度最小,则有

v0-μgt=[2μg/3]t,

解得t=

2v0

5μg

木块A在整个过程中的最小速度为:v′=v0-a1t=

2v0

5.

(3)整个过程中,摩擦生热为Q=Q1+Q2=Ffs相1+Ffs相2=△Ek损

由能量守恒得,△Ek损=[1/2]mv02+[1/2]m(2v02-[1/2]×5m×v12=[16/10]mv02

所以s相总=s相1+s相2=

△Ek损

Ff=

△Ek损

mgμ=

1.6v02

μg.

答:

(1)木块B从刚开始运动到与木板C速度刚好相等的过程中,木块B所发生的位移s=

91v02

50μg;

(2)木块A在整个过程中的最小速度为

2v0

5;

(3)整个过程中,A、B两木块相对于木板滑动的总路程是

1.6v0

点评:

本题考点: 动量守恒定律;牛顿第二定律;能量守恒定律.

考点点评: 本题木块在木板上滑动类型,分析物体的运动过程是解题基础,其次要把握物理过程的物理规律,常常根据动量守恒和能量守恒结合处理.

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