解法一:
(1)由題意知動量守恒,設物塊與小車的共同速度為v,以水平向右為正方向(如圖所示),根據(jù)動量守恒定律有
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/0dd7912397dda144b3891235b1b7d0a20df486b0.jpg)
m2v0=(m1+m2)v…①
設物塊與車面間的滑動摩擦力為F,對物塊應用動量定理有
-Ft=m2v-m2v0…②
其中F=μm2g…③
解得 t=
m1v0 |
μ(m1+m2)g |
代入數(shù)據(jù)得 t=0.24s…④
(2)要使物塊恰好不從車廂滑出,須物塊到車面右端時與小車有共同的速度v′,則
m2v'0=(m1+m2)v'…⑤
由功能關(guān)系有
1 |
2 |
′ | 20 |
1 |
2 |
⑤⑥聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得:v0′=5m/s
故要使物塊不從小車右端滑出,物塊滑上小車的速度v0′不能超過5m/s.
解法二:
?。?)選物塊原來的方向為正,
對小車有a1=
μm2g |
m1 |
10 |
3 |
對物塊a2=
?μm2g |
m2 |
由于物塊在車面上某處與小車保持相對靜止,物塊和車具有共同速度.
所以有v0+a2t=a1t…③
①②式代入③式解得t=0.24s
(2)要使物塊恰好不從車廂滑出,須物塊到車面最右端時與小車有共同的速度v′設小車的位移為s1,物塊的位移為s2,物塊原來的速度為v0'
對小車有:v′2-0=2a1s1…④
對物塊有:v′2 ?
v | ′0 |
s2-s1=L…⑥
①②④⑤⑥聯(lián)立解得v0'=5m/s
答:(1)物塊在車面上滑行的時間為0.24s
(2)要使物塊不從小車右端滑出,物塊滑上小車左端的速度v0′不超過5m/s.