Question

高中物理问题急求解！！！！

如图,质量为m=2kg 的小物体以v0=10m/s的速度滑上质量为 M=3kg的木板上,物体与木板间的滑动摩擦因素为0.6，木板静止在光滑水平面上。
（1）若物体没滑下木板，求物体的最终速度；
（2）要使物体不滑下木板，求木板的最小长度；
（3）求小物体和木板车系统因摩擦产生的热量。

Answer 1

（1）当物体与木板速度相同时，物体的速度为最终速度。设物体的最终速度是 V
将物体和木板看作系统，分析可知系统总动量守恒，
即 m*V0＝（m＋M）V （1）
代入题中数据，得　V＝4 m/s
（2）当物体与木板的速度相同时，物体在木板上滑动的距离为木板的最小长度。根据能量守恒定律可知，物体所受的滑动摩擦力与物体相对木板滑动的距离L的乘积等于系统损失的机械能。设物体相对木板静止时滑动的距离为L，列式为：
　µmgL＝（m*V0^2 / 2）－[ (m＋M)*V^2 / 2 ] （2）
代入题中数据及（1）中求得的v值，得　L＝5 米
即木板的最小长度是　5米。
（3）小物体和木板车系统因摩擦产生的热量　Q＝µmgL＝0.6*2*10*5焦耳＝60 焦耳

Answer 2

（1）在物体没滑下木板时，设物体的最终速度是 V
将物体和木板作为整体，容易看出整体总动量守恒，所以
m*V0＝（m＋M）V
2*10＝（2＋3）V
所求最终速度是　V＝4 m/s
（2）在物体没滑下木板的情况下，设物体相对木板滑动的距离是L
由能量关系　得　f滑*L＝（m*V0^2 / 2）－[ (m＋M)*V^2 / 2 ]
物体与木板间的滑动摩擦力大小是　f滑＝µ*F支＝µ*mg
所以　µ*mg*L＝（m*V0^2 / 2）－[ (m＋M)*V^2 / 2 ]
0.6*2*10*L＝（2*10^2 / 2）－[ (2＋3)*4^2 / 2 ]
得　L＝5 米
可见，要使物体不滑下木板，木板的最小长度是　5米。
（3）小物体和木板车系统因摩擦产生的热量是　Q＝f滑*L＝µ*mg*L＝0.6*2*10*5＝60 焦耳

Answer 3

（1）动量守恒
mv0 = (m+M)v
v = 2*10/5 = 4 m/s
（3）能量守恒
1/2*m*v0^2 = 1/2*(m+M)*v^2 + H
H = 1/2 * 2 * 100 - 1/2 * 5 * 16 = 100 - 40 = 60J
（2）滑动摩擦力F = 0.6*m*g = 0.6*2*10 = 12N
所以相对滑动距离S = H/F = 60/12 = 5m
所以木板最小长5m

Answer 4

同意楼上，都是正解