Question

高中物理小车滑块问题

Answer 1

（1）金属块的加速度由车对其摩擦力提供，a1=ug
对车进行受力分析，水平方向合外力F合=F-umg=4umg
根据牛二定律得加速度a2=F合/2m=2ug

（2）金属块停留C点，说明金属块与小车的相对位移为L/2，可根据运动学知识求出时间t
S车=1/2a2t^2=ugt^2
S金=1/2a1t^2=1/2ugt^2
S车-S金=1/2ugt^2=L/2
解得t=√L/ug
v金=a1t=√ugL,v车=a2t=2√ugL

（3）F撤去时，整个系统满足动量守恒条件，设最终两者达到的共同速度为vt
则：mv金+2mv车=(m+2m)vt
vt=5/3√ugL
金属块与小车摩擦力做功消耗掉系统的动能，由此根据能量守恒可列方程如下：
u'mgL/2=1/2mv^2金+1/2*2mv^2车-1/2(2m+m)vt^2
代入各项数据解得u'=2u/3