题目
(04年全国卷Ⅳ)(19分)如图,长木板ab的b端固定一档板,木板连同档板的质量为M=4.0kg,a、b间距离s=2.0m。木板位于光滑水平面上。在木板a端有一小物块,其质量m=1.0kg,小物块与木板间的动摩擦因数,它们都处于静止状态。现令小物块以初速沿木板向前滑动,直到和档板相撞。碰撞后,小物块恰好回到a端而不脱离木板。求碰撞过程中损失的机械能。
答案:解析:设木块和物块最后共同的速度为v,由动量守恒定律: ① 设全过程损失的机械能为E,则: ② 用s1表示从物块开始运动到碰撞前瞬间木板的位移,W1表示在这段时间内摩擦力对木板所做的功。用W2表示同样时间内摩擦力对物块所做的功。用s2表示从碰撞后瞬间到物块回到a端时木板的位移,W3表示在这段时间内摩擦力对木板所做的功。用W4表示同样时间内摩擦力对物块所做的功。用W表示在全过程中摩擦力做的总功,则 W1= ③ W2= ④ W3= ⑤ W4= ⑥ W=W1+W2+W3+W4 ⑦ 用E1表示在碰撞过程中损失的机械能,则 E1=E-W ⑧ 由①―⑧式解得 ⑨ 代入数据得:E1=2.4J ⑩