(1)、木板第一次上升过程中,对物块受力分析,受到竖直向下的重力、垂直于斜面的支持力和沿斜面向上的摩擦力作用,设物块的加速度为a物块,
则物块受合力 F物块=kmgsinθ-mgsinθ…①
由牛顿第二定律 F物块=ma物块…②.
联立①②得:a物块=(k-1)gsinθ,方向沿斜面向上.
(2)设以地面为零势能面,木板第一次与挡板碰撞时的速度大小为v1,由机械能守恒有:
×2m1 2
=2mgH
v
解得:v1=
.
2gH
设木板弹起后的加速度a板,由牛顿第二定律有:
a板=-(k+1)gsinθ
S板第一次弹起的最大路程:
S1=
?
v
2a板
解得:S1=
H (k+1)sinθ
木板运动的路程S=
+2S1=H sinθ
(k+3)H (k+1)sinθ
(3)设物块相对木板滑动距离为L
根据能量守恒有:
mgH+mg(H+Lsinθ)=kmgsinθL
摩擦力对木板及物块做的总功为:
W=-kmgsinθL
联立以上两式解得:
W=?
,负号说明摩擦力对木板及物块做负功.2kmgH k?1
答:(1)木板第一次与挡板碰撞弹起上升过程中,物块的加速度为(k-1)gsinθ;
(2)从断开轻绳到木板与挡板第二次碰撞的瞬间,木板运动的路程为
;(k+3)H (k+1)sinθ
(3)从断开轻绳到木板和物块都静止,摩擦力对木板及物块做的总功为
.2kmgH k?1
我很认真的看题审题,我会认真回答,希望采纳
这个题要分段进行分析,第一段是木板开始下落直至第一次与挡板碰撞的过程,,第二段是从第一次与挡板碰撞到第一次减速运动到最高点,第三段是从最高点加速下滑到第二次与挡板碰撞,但由于静摩擦力是成对出现,在第二段和第三段过程中,静摩擦力对木块做正功,那么就对木板做负功,因此第二段和第三段,每一段静摩擦力做功代数和为0.
而试题中还告诉了,斜面是光滑的,因此在列能量守恒的式子时不用算上木板的
但由于第二阶段第三阶段木块相对木板是静止的,因此只有在第一阶段或以后类似于第一阶段的过程(木板撞击挡板时),这时候木板给木块的滑动摩擦力做功
由于题中说:木板足够长,因此整个过程中木块总在木板上,那么物块相对木板滑动距离为L,因此只算木板给木块的滑动摩擦力做功kmgsinθL
由于列式子选了沿斜面向下为正方向,木板给木块的滑动摩擦力向上,因此木板给木块的摩擦力做功是负功