Question

如圖所示，質量為1 kg的小物塊m以5 m/s的初速度滑上一塊原來靜止在水平面上的木板，木板M質量為4 kg，木板與水平面間的動摩擦因數為0.02，經時間2 s后，小物塊從木板另一端以1 m/s    相對于地的速度滑出，g＝10 m/s²，求：
(1)小物塊與木板間的動摩擦因數．
(2)這一過程中木板的位移．
(3)此過程中因摩擦增加的內能．

Answer 1

解：(1)對小物塊取v₀為正方向，由動量定理得：－μ₁mgt＝mv₁－mv₀ ①
代入數據得：μ₁＝0.2
(2)對木板由動量定理得：[μ₁mg－μ₂(M＋m)g]t＝Mv ②
代入數據解得：v＝0.5 m/s ③
此過程木板做勻加速運動，則s＝t ④
聯立③④解得：s＝0.5 m
(3)由能量守恒得：Q＝mv₀²－mv₁²－Mv²
代入數據解得：Q＝11.5 J