(3)v1≤v2 5.2 m/s
滑块-木板类模型
[要点归纳]
1.把滑块、木板看做一个整体,摩擦力为内力,在光滑水平面上滑块和木板组成的系统动量守恒。
2.由于摩擦生热,机械能转化为内能,系统机械能不守恒。应由能量守恒求解问题。
3.注意:若滑块不滑离木板,就意味着二者最终具有共同速度,机械能损失最多。
[精典示例]
[例2] 如图3所示,在光滑的水平面上有一质量为M的长木板,以速度v0向右做匀速直线运动,将质量为m的小铁块轻轻放在木板上的A点,这时小铁块相对地面速度为零,小铁块相对木板向左滑动。由于小铁块和木板间有摩擦,最后它们之间相对静止,已知它们之间的动摩擦因数为μ,问:
图3
(1)小铁块跟木板相对静止时,它们的共同速度多大?
(2)它们相对静止时,小铁块与木板上的A点距离多远?
(3)在全过程中有多少机械能转化为内能?
解析 (1)木板与小铁块组成的系统动量守恒。以v0的方向为正方向,由动量守恒定律得,Mv0=(M+m)v′,则v′=。
(2)由功能关系可得,摩擦力在相对位移上所做的功等于系统动能的减少量,μmgx相=Mv-(M+m)v′2。
解得x相=。
(3)方法一:由能量守恒定律可得,