Question

（20分）如图1所示，木板A静止在光滑水平面上，一小滑块B（可视为质点）以某一水平初速度从木板的左端冲

（20分）如图1所示，木板A静止在光滑水平面上，一小滑块B（可视为质点）以某一水平初速度从木板的左端冲上木板。 （1）若木板A的质量为M，滑块B的质量为m，初速度为v 0 ，且滑块B没有从木板A的右端滑出，求木板A最终的速度v。（2）若滑块B以v 1 =3.0m/s的初速度冲上木板A，木板A最终速度的大小为v=1.5m/s；若滑块B以初速度v 2 =7.5m/s冲上木板A，木板A最终速度的大小也为v=1.5m/s。已知滑块B与木板A间的动摩擦因数μ=0.3，g取10m/s 2 。求木板A的长度L。（3）若改变滑块B冲上木板A的初速度v 0 ，木板A最终速度v的大小将随之变化。请你在图2中定性画出v－v 0 图线。

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Answer 1

（1） ；（2）3m；（3）图像如下图所示。

试题分析：（1）由题意可知，木板A和滑块B的系统动量守恒，则有： 所以    ………4分 （2）由题意可知：当滑块B以速度v 1 冲上木板，最终滑块与木板有共同速度v；当滑块B以速度v 2 冲上木板，滑块将冲出木板，设滑块B的速度为v 3 ，在此过程中木板的位移为x。根据动量守恒定律和动能定理有 mv 1 =(M+m)v； mv 2 =Mv+mv 3 ； －μmg(x+L)= mv 3 2 － mv 2 2 ； －μmgx= Mv 2 －0 代入数据可求得：L=3m………10分 （3）当v 0 =0时，木板的速度也为0； 当v 0 较小时，只要滑块滑不出木板，则v与v 0 就成正比； 当v 0 较大时，滑块会滑出木板，滑块滑出木板时，滑块对木板的作用力是摩擦力，而滑动摩擦力是不变的，当v 0 越大时，滑块在木板上的时间就越小，则滑块对木板的冲量就越小，木板获得的动量也就越小，木板的速度就越小，故图像是如下图的样子。 答案见下图……………6分