解:(1)物块从E 点运动到B 点的过程中,只有皮带对物块的摩擦力和重力两个力做功,对该过程应用动能定理得:
(2)物块m和木板M在相互作用的过程中动量守恒,设两者可以达到共同速度,设为V1,该过程中木板运动的位移为X1,两者的相对位移为x。 由动量守恒定律得: 所以 由能量守恒定律得: 对木板应用动能定理得: 当时,到达C点的整个过程中始终存在滑动摩擦力,所以克服摩擦力做功为: 当时,物块和木板可以达到相同的速度,此后直到木板碰到C点这一过程中,物块和木板之间是没有摩擦力的,该阶段摩擦力不做功。故这种情况下克服摩擦力做功为:,与L无关。 综合两种情况可知,当L=R时,物块克服摩擦力做功最小,这个过程中物块到达C点的速度最大,对这个过程有:滑上CD轨道后, 设上升的最大高度为h,由机械能守恒定律得: 可见物块滑不到CD轨道的中点。 |