如图5-2-11所示,一块足够长的木板,放在光滑的水平面上,在木板上

如图5-2-11所示,一块足够长的木板,放在光滑的水平面上,在木板上自左向右放着序号是1、2、3、…n的木块,所有木块的质量均为m,与木板间的动摩擦因数都相同.开始时,木板静止不动,第 1、2、3、…n号木块的初速度分别是v0、2v0、3v0、…nv0,方向都向右,木板的质量与所有的木块的总质量相同,最终所有木块与木板以共同的速度匀速运动.设木块之间均无相互碰撞,木板足够长,求:

图5-2-11

(1)所有木块与木板一起匀速运动的速度vn

(2)第1号木块与木板刚好相对静止时的速度v1

(3)通过分析与计算说明第k号(k<n)木块的最小速度vk.

答案

解析:(1)以n块木块和木板为研究对象,在全过程中,该系统动量守恒有:m(v0+2v0+…+nv0)=(nm+nm)vn,解得vn=v0.

(2)由于每个木块与木板间的滑动摩擦力相同,在第1号木块由速度v0减为与木板刚好相对静止时速度v1过程中,对木板,其动量增量Δp1=nm·v1;对n个木块动量的增量Δp2=n[m·(v1-v0)],由n个木块与木板构成的系统动量守恒,则Δp1+Δp2=0,解以上各式得v1=.

(3)当第k号木块与木板相对静止时,速度最小为vk,对n个木块与木板构成的系统,初始总动量p1=m(v0+2v0+…+nv0),此时总动量p2=k(mvk)+nm·vk+p,式中p为此时从第k+1个木块到第n个木块的总动量.由于后面(n-k)个木块每个木块在相同时间内损失的动量都相同,且为m(kv0-vk),则p=[(k+1)+(k+2)+…+n]mv0-(n-k)m(kv0-vk),根据系统总动量守恒,得p1=p2,解以上各式得vk=v0.

答案:(1)v0  (2)  (3)v0


相关题目

在等比数列{an}中,已知a1+a2=48,a3+a4=12,求a5+a6.
在等比数列{an}中,已知a1+a2=48,a3+a4=12,求a5+a6.
对个人所得税的正确认识应该是( ) ①个人所得税对调
对个人所得税的正确认识应该是( ) ①个人所得税对调节个人收入,增加财政收入都有重要作用 ②依法缴纳个人所得税是公民的基本义务 ③每
《论语》是名列世界十大历史名人之首的中国古代思想家孔
《论语》是名列世界十大历史名人之首的中国古代思想家孔子的门人记录孔子言行的一部集子,成书于战国初期。作为一部优秀的语录体散文集,它以
电场中某区域的电场线分布如图所示,A,B是电场中的两点,
电场中某区域的电场线分布如图所示,A,B是电场中的两点,则 (     ) A.A点的电场强度较大 B.因为B点没有电场线,所以电荷在B点不受到静电力
One Sunday morning Mr Green and his child , Bill ,are in a big shop . Mr Green w
One Sunday morning Mr Green and his child , Bill ,are in a big shop . Mr Green wants to buy a new blouse for Mrs Green . Bill likes oranges , so his father buys two kilos(公斤)of oranges for him , t
第Ⅱ卷(非选择题,共计35分) 五、改错题(总计10小题,每小
第Ⅱ卷(非选择题,共计35分) 五、改错题(总计10小题,每小题1分) 此题要求改正所给的短文中的错误,如有错误,则按下列情况改正: 多一个词:把
如图1-3所示,汉诺塔问题是指有3根杆子A、B、C.B杆上有若干碟
如图1-3所示,汉诺塔问题是指有3根杆子A、B、C.B杆上有若干碟子,把所有碟子借助于C杆从B杆移到A杆上,每次只能移动1个碟子,大的碟子不能叠在小的碟子上
正态曲线具有以下性质:当μ一定时,曲线的形状由σ确定.下面
正态曲线具有以下性质:当μ一定时,曲线的形状由σ确定.下面说法正确的是(    )A.σ越大,曲线越“瘦高”,表示总体的分布越集中B.σ越小,曲线越“矮胖

最新题目