题目内容
如图所示,质量M=1.5kg的小车静止于光滑水平面上并紧靠固定在水平面上的桌子右边,其上表面与水平桌面相平,小车的左端放有一质量为0.5kg的滑块Q.水平放置的轻弹簧左端固定,质量为0.5kg的小物块P置于光滑桌面上的A点并与弹簧的右端接触,此时弹簧处于原长.现用水平向左的推力F将P缓慢推至B点(弹簧仍在弹性限度内),推力做功WF=4J,撤去F后,P沿桌面滑到小车左端并与Q发生弹性碰撞,最后Q恰好没从小车上滑下.已知Q与小车表面间动摩擦因数μ=0.1.(g=10m/s2)求:
(1)P刚要与Q碰撞前的速度是多少?
(2)Q刚在小车上滑行时的初速度v0是多少?
(3)为保证Q不从小车上滑下,小车 的长度至少为多少?
【答案】
(1)(2)(3)
【解析】
试题分析:(1)推力F通过P压缩弹簧做功,根据功能关系有:
? ①? (1分)
当弹簧完全推开物块P时,弹簧仍是原长,有: ②? (2分)??
由①②式联立解得:? (1分)
(2)P、Q之间发生弹性碰撞,设碰撞后Q的速度为,P的速度为,由动量守恒和能量守恒得:
③? (2分)
④ (2分)
由③④式解得,? (1分)
(3)设滑块Q在小车上滑行一段时间后两者的共同速度为u,由动量守恒可得:
⑤(4分)
根据能量守恒,系统产生的摩擦热:
⑥(4分)
联立⑤⑥解得:(1分)
考点:动量守恒定律?? 功能关系
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