题目内容
如图所示,固定的凹槽水平表面光滑,其内放置U形滑板N,滑板两端为半径R=0.45m的1/4圆弧面,A和D分别是圆弧的端点,BC段表面粗糙,其余段表面光滑.小滑块P1和P2的质量均为m,滑板的质量M=4m.P1和P2与BC面的动摩擦因数分别为μ1=0.10和μ2=0.40,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力.开始时滑板紧靠槽的左端,P2静止在粗糙面的B点.P1以v0 = 4 .0m/s的初速度从A点沿弧面自由滑下,与P2发生弹性碰撞后,P1处在粗糙面B点上.当P2滑到C点时,滑板恰好与槽的右端碰撞并牢固粘连,P2继续滑动,到达D点时速度为零.P1与P2视为质点,取g =10m/s2,问:
(1) P1在BC段向右滑动时,滑板的加速度为多大?
(2) BC长度为多少?N、P1、P2最终静止后,P1与P2间的距离为多少?

(1)P1滑到最低点速度为
,由机械能守恒定律有:
解得:
P1、P2碰撞,满足动量守恒,机械能守恒定律,设碰后速度分别为
、
解得:
=5m/sP2向右滑动时,假设P1保持不动,对P2有:
(向左)对P1、M有:
此时对P1有:
,所以假设成立。(2)P2滑到C点速度为
,由
得
P1、P2碰撞到P2滑到C点时,设P1、M速度为v,对动量守恒定律:
解得:
对P1、P2、M为系统:
代入数值得:
滑板碰后,P1向右滑行距离:
P2向左滑行距离:
所以P1、P2静止后距离:
























练习册系列答案
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一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动,用下面的方法测量它匀速转动时的角速度。
实验器材:电磁打点计时器、米尺、纸带、复写纸片。
实验步骤:
(1)如图1所示,将电磁打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后,固定在待测圆盘的侧面上,使得圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上。
(2)启动控制装置使圆盘转动,同时接通电源,打点计时器开始打点。
(3)经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量。
① 由已知量和测得量表示的角速度的表达式为ω= 。式中各量的意义是:
.
② 某次实验测得圆盘半径r=5.50×10-2m,得到纸带的一段如图2所示,求得角速度为 。
(1) (2)6.8/s。 |