图11
(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11
(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.
解析:(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=mgt0,①
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,②
设在相互作用区域内的下落时间为t,根据运动学公式a=,③ 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),④ 由上各式解得T=
t0=1.1 s.⑤
(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,⑥
解得Δv==2.4×10-2 m/s.⑦
P回到初始位置的次数n==8.3⑧
n应取整数,即n=8.⑨
注:若用牛顿第二定律解答,可以根据解答过程适当给分.
答案:(1)1.1 s (2)8次