图10
(1)物块P从开始下落到第一次回到初始位置所经历的时间。
(2)从物块P开始下落到平板B的运动速度减小为零的这段时间内,P能回到初始位置的次数。
图10
(1)物块P从开始下落到第一次回到初始位置所经历的时间。
(2)从物块P开始下落到平板B的运动速度减小为零的这段时间内,P能回到初始位置的次数。
解:(1)设物块P进入相互作用区域时的速度为v1,根据动量定理
mv1 = mgt0,
物块P从进入相互作用区域到速度减小为零的过程中,受到重力和平板的相互作用,设物块在相互作用区域内下落的加速度为a,根据牛顿第二定律
mg-kmg=ma,
设在相互作用区域内的下落时间为t,根据运动学公式
a =
而物块从开始下落到第一次回到初始位置的时间
T =2(t+t0),
由上各式解得 T =t0 =1.1 s。
(2)设在一个运动的周期T内,平板B的速度减小量为Δv,根据动量定理
μMg·2t0 +μ(Mg+F)·2t = MΔv,
解得Δv = = 2.4×10-2m/s。
P回到初始位置的次数n = =8.3。
n应取整数,即n =8。