题目内容
一质量为2m的物体P静止于光滑水地面上,其截面如图所示。图中ab为粗糙的水平面,长度为L;bc为一光滑斜面,斜面和水平面通过与ab与bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动,在斜面上上升的最大高度为h,返回后在到达a点前与物体P相对静止。重力加速度为g。求:
(1)木块在ab段受到的摩擦力f;
(2)木块最后距a点的距离s。
(1)木块在ab段受到的摩擦力f;
(2)木块最后距a点的距离s。
解:(1)从开始到木块到达最大高度过程:
由动量守恒:mv0=3mv1
由能的转化及守恒:mv02=3mv12+mgh+fL
解得:f=
(2)从最大高度到最终相对静止:
由动量守恒:3mv1=3mv2
由能的转化及守恒:
3mv12+mgh=3mv22+fx
距a点的距离:s=L-x
解得:s=L-=
由动量守恒:mv0=3mv1
由能的转化及守恒:mv02=3mv12+mgh+fL
解得:f=
(2)从最大高度到最终相对静止:
由动量守恒:3mv1=3mv2
由能的转化及守恒:
3mv12+mgh=3mv22+fx
距a点的距离:s=L-x
解得:s=L-=
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