分析:
先假设小物块C在木板B上移动x距离后,停在B上.这时A、B、C三者的速度相等,设为v,由动量守恒得:mv0=(m2M)v①
在此过程中,木板B的位移为s,小木块C的位移为sx,由功能关系得:
对C有:-μmg(sx)=12mv2-12mv20②
此时AB是个整体有:μmgs=12×2Mv2③
②③相加得:-μmgx=12(m2M)v2-12mv20④
解①、④两式得:
x=Mv20(2Mm)μg代入数值得:x=1.6mx比B板的长度l大,这说明小物块C不会停在B板上,而要滑到A板上.设C刚滑到A板上的速度为v1,此
时A、B板的速度为V1,则由动量守恒得:
mv0=mv12MV1⑤
由功能关系得:12mv20-12mv21-12•2MV21=μmgl⑥
联立⑤⑥带入数据
得:V1=8±2420m/s,v1=2±245m/s
由于v1必是正数,故合理的解
是:V1=8-2420=0.155m/s,v1=2245=1.38m/s
当滑到A之后,B即以V1=0.155m/s做匀速运动,而C
是以v1=1.38m/s的初速在A上向右运动.设在A上移
动了y距离后停止在A上,此时C和A的速度为V2,由
动量守恒得:MV1mv1=(mM)V2解得:V2=0.563m/s
由功能关系得:12mv2112MV21-12(Mm)V22=μmgy
解得:y=0.50my比A板的长度小,故小物块C确实是停在A板上.故最后A、B、C的速度分别为:VA=V2=0.563m/s,
VB=V1=0.155m/s,VC=VA=0.563m/s.
动量守恒和功能关系相结合解决力与运动的问题是继牛顿第二定律和动能定理之后的另一重要工具,要通过练习不断加强理解和应用.