如图所示,光滑的水平地面上有一木板,其左端放有一重物,右方有一竖直的墙.重物质量为木板质量的2倍,

2025-04-02 11:12:51
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回答1:

设向右为正方向;木板第一次与墙碰撞后,向左匀减速直线运动,直到静止,再反向向右匀加速直线运动直到与重物有共同速度,再往后是匀速直线运动,直到第二次撞墙.
(1)木板第一次与墙碰撞后,重物与木板相互作用直到有共同速度,动量守恒,有:2mv0-mv0=(2m+m)v,
解得:v=

v0
3

(2)木板在第一个过程中,用动量定理,有:mv-m(-v0)=μ2mgt1
用动能定理,有:
1
2
mv2?
1
2
mv02=?μ2mgs

木板在第二个过程中,匀速直线运动,有:s=vt2
木板从第一次与墙碰撞到第二次碰撞所经历的时间为:t=t1+t2=
2v0
3μg
+
2v0
3μg
=
4v0
3μg

(3)由(1)的解答可知,每次碰后速度减小为原来的
1
3
,则时间也将减小为原来的
1
3

木板从第二次与墙碰撞到第三次碰撞所经历的时间为:t′=t3+t4=
1
3
×
4v0
3μg

木板从第三次与墙碰撞到第四次碰撞所经历的时间为:t″=t4+t5=(
1
3
)2×
4v0
3μg

总时间为:t=
4v0
3μg
×[1+
1
3
+(
1
3
)
2
+…]=
2v0
μg

答:(1)木板第一次与墙碰撞后,重物与木板的共同速度
v0
3

(2)木板从第一次与墙碰撞到第二次碰撞所经历的时间
4v0
3μg

(3)木板从第一次与墙碰撞开始,整个运动过程所经历的时间
4v0
μg