如圖,長(zhǎng)木板ab的b端固定一擋板,木板連同擋板的質(zhì)量為M=4.0kg,a、b間距離s=2.0m.木板位于光滑水平面上.在木板a端有一小物塊,其質(zhì)量m=1.0kg,小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.10,它們都處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)令小物塊以初速v
0=4.0m/s,沿木板向前滑動(dòng),直到和擋板相碰.碰撞后,小物塊恰好回到a端而不脫離木板.求碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能.
設(shè)木板和物塊最后共同運(yùn)動(dòng)的速度為v,由動(dòng)量守恒定律mv
0=(m+M)v-----①
設(shè)全過(guò)程損失的機(jī)械能為E,
E=m?(m+M)v2------------②
用W表示在全過(guò)程中摩擦力做的總功,則W=-2μmgs----------③
用E
1表示在碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能,則E
1=E-W-------④
由以上各式解得E=
v
02-2μmgs-----------⑤
代入數(shù)據(jù)解锝
E
1=2.4J
碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能為2.4J.