(接上)
例3.如图所示,在光滑水平上并排放两个相同的木板A、B,长度都是L=1.00m,A的左端入一小金属块C,它的质量与一木板的质量相等。现使C以初速度v0=2.00m/s开始向右滑动,它与木板间的动摩擦因数μ=0.10,取g=10m/s2。求木板B最后的速度。
分析与解答:由于摩擦力的作用,C作匀减速直线运动,A、B作匀加速直线运动,设C从A进入B时的速度为v,这时A、B的速度为v1,由动量守恒定律和动能关系得:
mv0=mv+2mv1 2v1+v=2 ①
μmgl=mv02/2-mv2/2-2mv12/2 2v12+v2=2 ②
解得:v1=1m/s,v=0(不可能,此组解舍);v1=1/3(m/s),v=4/3(m/s)。
v>v1,表明C可以从A进入B。
设C、B最后共同运动的速度为v2,同理得(对C、B)
mv+mv1=2mv2 v2=5/6(m/s)=0.83m/s。
至此似乎最后结果已经得出,而且是正确的,但这一讨论并没有涉C相对B板滑行了多大距离,故应论证得到这一结果,需要C在B上滑行多远。即由功能关系:μmgx=mv2/2+mv12/2-2mv22/2
得x=0.25m,x<l,表明C不会从B的右端滑出去。这一论证是必需的,也是容易忽略的。
本题板长的已知条件所起的作用就是要联系实际讨论,需要论证C最终不会“停”在A上,也不会从B的右端滑出。
综上,代表未来高考中较高能力层次的需要论证的题,考查把握复杂过程能力,善于从界限入手分析讨论,并注意对结果合理性的分析。当然还有本文没有涉及到的,如利用数学的极值进行讨论的问题。
解决这类问题,要量力而行,论证的能力的提高是日积月累的,不可能一蹴而就,在临近高考的复习中,仅适用于梳理基础知识总结自己不该错的原因,绝对不能用过多精力。
文章引用自:《状元是这样炼成的》