题目内容
【题目】如图所示,光滑冰面上静止放置一表面光滑并用销钉将其固定在冰面上的斜面体,斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其前面的冰块均静止于冰面上.某时刻小孩将冰块以相对冰面的速度向斜面体推出,冰块平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的最大高度为h(h小于斜面体的高度).已知小孩与滑板的总质量为,冰块的质量为,斜面体质量,小孩与滑板始终无相对运动取重力加速度的大小.
(1)求冰块滑上斜面体的最大高度;
(2)若冰块滑至最大高度时迅速将销钉拔掉,通过计算判断,冰块与斜面体分离后,冰块能否追上小孩?
【答案】(1)0.45m(2)见解析
【解析】
(1)斜面体固定,冰块滑上斜面体后做匀减速直线运动,该过程中只有重力做功,根据机械能守恒定律得
代入数据解得
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(2)设小孩推出冰块后的速度为,规定水平向右为正方向,由动量守恒定律有
代入数据得
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设冰块与斜面体分离后的速度分别为和,由动量守恒定律和机械能守恒定律有
代入数据解得
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由于冰块与斜面体分离后的速度大于小孩推出冰块后的速度,故冰块能追上小孩.
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