Question

1．有一質(zhì)量m=20kg的物體以水平速度v₀=5m/s滑上靜止在光滑水平面上的平板小車，小車的質(zhì)量M=80kg，物體在平板小車上相對小車滑行一段距離s=4m后不再滑動，g取10m/s²，求：
（1）最后二者的共同速度v；
（2）物體與平板小車間的動摩擦因數(shù)μ；
（3）此過程中產(chǎn)生的熱量Q．

Answer 1

分析 （1）水平面光滑，物體在平板車上滑行的過程系統(tǒng)的合外力為零，遵守動量守恒定律，由動量守恒定律求共同速度v．
（2）對m、M系統(tǒng)，根據(jù)能量守恒定律來計算動摩擦因數(shù)μ；
（3）根據(jù)能量守恒定律求產(chǎn)生的熱量Q．

解答 解：（1）設(shè)向右為正方向，根據(jù)m、M組成的系統(tǒng)動量守恒可得：
 mv₀=（m+M）v
愛如數(shù)據(jù)解得：v=1m/s．
（2）對m、M組成的系統(tǒng)，根據(jù)能量守恒定律可得：
μmgs=$\frac{1}{2}$mv₀²-$\frac{1}{2}$（m+M）v²
代入數(shù)據(jù)解得：μ=0.25
（3）此過程中產(chǎn)生的熱量為：Q=μmgs．
代入數(shù)據(jù)解得：Q=200J
答：（1）最后二者的共同速度v是1m/s．
（2）物體與平板小車間的動摩擦因數(shù)μ是0.25；
（3）此過程中產(chǎn)生的熱量Q是200J．

點評 木塊在小車滑動問題，往往要從動量和能量兩個角度進行研究，抓住系統(tǒng)遵守動量定律定律及能量守恒定律．要注意摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能與相對位移有關(guān)．