题目

题型：不详难度：来源：

质量为M=0.3kg的平板小车静止在光滑水平面上，如图所示．当t=0时，两个质量都是m=0.1kg的小滑块A和B，分别从左端和右端以水平速度V_l=4.0m/s和V₂=2.0m/s冲上小车，当它们在车上都停止滑动时，没有相碰．A、B与车面的动摩擦因数都是0.20，（g=10m/s²）求：
（1）A、B在车上都停止滑动时车的速度．
（2）车的长度至少是多少？
（3）A、B在车上都停止滑动时经历的时间．

答案

（1）设A、B相对于车停止滑动时，车的速度为v，根据动量守恒定律得：
m（v₁-v₂）=（M+2m）v，
解得，v=0.40m/s，方向向右．
（2）设A、B在车上相对于车滑动的距离分别为L₁和L₂，由功能关系得：
μmgL₁+μmgL₂=

1

2

mv12+

1

2

mv22-

1

2

(M+2m)v2
L₁+L₂=4.8m，故车长最小为4.8m．
（3）A、B同时在车上滑行时，滑块对车的摩擦力均为μmg，方向相反，车受力平衡而保持不动，滑块B的速度先减为0，滑块A继续在车上滑动，至与车具有共同速度，设这段时间内滑块的加速度为a，
根据牛顿第二定律：μmg=ma，a=μg，
滑块A停止滑动的时间t=

△v

a

=

4-0.4

2

=1.8s
答：（1）A、B在车上都停止滑动时车的速度为0.40m/s，方向向右．
（2）车的长度至少是4.8m．
（3）A、B在车上都停止滑动时经历的时间为1.8s．