题目内容
【题目】如图所示,光滑的圆弧AB(质量可忽略)固定在甲车的左端,其半径R=1m。质量均为M=3kg的甲、乙两辆小车静止于光滑水平面上,两车之间通过一感应开关相连(当滑块滑过感应开关时,两车自动分离)。其中甲车上表面光滑,乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数μ=0.4。将质量为m=2kg的滑块P(可视为质点)从A处由静止释放,滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车。求:
(i)滑块P刚滑上乙车时的速度大小;
(ii)滑块P在乙车上滑行的距离为多大?(g=10m/s2)
【答案】(i);(ii)
【解析】(i)设滑块P刚滑上乙车时的速度为,此时两车的速度为,对整体应用动量守恒和能量关系有:
对整体应用能量守恒有:
解得: ,。
(ii)设滑块P和小车乙达到的共同速度为,滑块P在乙车上滑行的距离为L,对滑块P和小车乙应用动量守恒和能量关系有:
对滑块P和小车乙应用能量守恒有:
解得:
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