题目内容

【题目】如图所示,在光滑水平桌面EAB上有质量为m2 kg的小球P和质量为M1 kg的小球QPQ之间压缩一轻弹簧(轻弹簧与两小球不拴接),桌面边缘E处放置一质量也为M1 kg的橡皮泥球S,在B处固定一与水平桌面相切的光滑竖直半圆形轨道。释放被压缩的轻弹簧,PQ两小球被轻弹簧弹出,小球P与弹簧分离后进入半圆形轨道,恰好能够通过半圆形轨道的最高点C;小球Q与弹簧分离后与桌面边缘的橡皮泥球S碰撞后合为一体飞出,落在水平地面上的D点。已知水平桌面高为h0.2 mD点到桌面边缘的水平距离为x0.2 m,重力加速度为g10 m/s2,求:

(1)小球P经过半圆形轨道最低点B时对轨道的压力大小NB

(2)小球Q与橡皮泥球S碰撞前瞬间的速度大小vQ

(3)被压缩的轻弹簧的弹性势能Ep

【答案】(1)120N (2)2 m/s (3)3 J

【解析】

1)小球P恰好能通过半圆形轨道的最高点C,则有

mgm

解得

vC

对于小球P,从BC,由动能定理有

解得

vB

B点有

NBmgm

解得

NB6mg120 N

由牛顿第三定律有

NBNB120 N

2)设QS做平抛运动的初速度大小为v,所用时间为t,根据公式hgt2,得

t0.2 s

根据公式xvt,得

v1 m/s

碰撞前后QS组成的系统动量守恒,

则有

MvQ2Mv

解得

vQ2 m/s

3PQ和弹簧组成的系统动量守恒,

则有

mvPMvQ

解得

vP1 m/s

PQ和弹簧组成的系统,由能量守恒定律有

解得

Ep3 J

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网