有一质量m=20kg的物体,以5m/s的水平初速度冲上一辆质量M=80kg的静止小车。物体在小车上滑

有一质量m=20kg的物体,以5m/s的水平初速度冲上一辆质量M=80kg的静止小车。物体在小车上滑行一段距离后相对小车静止。已知物体与小车间动摩擦因数为0.8,小车与地... 有一质量m=20kg的物体,以5m/s的水平初速度冲上一辆质量M=80kg的静止小车。物体在小车上滑行一段距离后相对小车静止。已知物体与小车间动摩擦因数为0.8,小车与地面间的摩擦可忽略不计。求
(1)物体与小车间的摩擦力对物体做的功。
(2)从物体冲上小车到二者相对静止时,小车发生的位移。
(3)由于物体与小车间的摩擦产生了多少热量。
答案:(1)-240J (2)0.25m (3)200J
求过程!!!!!!!!!
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琴琴叮叮
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1)
设物体相对小车静止时的速度为V
动量守恒
mVo=(M+m)v
V=mVo/(M+m)=20*5/(80+20)=1m/s
摩擦力对物体做的功A=物体动能的攺变量
=(1/2)mV^2-(1/2)m(Vo)^2
=0.5*20*(1*1)-0.5*20*(5*5)
=-240J
2)
物体刚滑上小车时的加速度设为a
a=f/m=-0.8mg/m=-0.8g=-8m/s^2
物体相对小车滑行的时间设为t
t=(V-Vo)/a=(1-5)/(-8)=0.5s
物体相对小车滑行的平均速度V'=(5+1)/2=3m/s
物体:S1=V't=3*0.5=1.5m
从物体冲上小车到二者相对静止时,小车发生的位移为
S2=(V/2)*t=(1/2)*0.5=0.25m
3)
相对位移S=S1-S2=1.5-0.25=1.25m
f=0.8mg=0.8*20*10=160N
物体与小车间的摩擦产生的热量为
Q=fS=160*1.25=200J
王佩銮
2013-04-24 · TA获得超过10.6万个赞
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(1)物体加速度a1=μg=8m/s²
v1=v0-a1t=5-8t
小车的加速度a2=μmg/m=2m/s²
v2=a2t=2t
物体和小车相对静止时速度相同,v1=v2
5-8t=2t
t=0.5s
物体的位移x1=v0t-a1t²/2=2.5-4*0.25=1.5m
摩擦力对物体做的功W1=-μmg*X1=-0.8*20*10*1.5=-240J
(2)小车的位移X2=a2t²/2==2*0.25/2=0.25m
(3)物体和小车之间的相对位移为X=X1-X2=1.25m
产生的热量Q=μmg*X=0.8*200*1.25=200J
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