题目内容
【题目】如图,光滑曲面轨道在O点与光滑水平地面平滑连接,地面上静止放置一各表面光滑、质量为3m的斜面体C.一质量为m的小物块A从高h处由静止开始沿轨道下滑,在O点与质量为m的静止小物块B发生碰撞,碰撞后A、B立即粘连在一起向右运动(碰撞时间极短),平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的高度小于斜面体高度。求:
①A和B碰撞过程中B受的合力的冲量大小;
②斜面体C获得的最大速度。
【答案】① ②
【解析】
①对A下落到O点过程,应用动能定理得A与B碰前的速度;A碰B过程AB组成系统动量守恒,得碰后B的速度;对B应用动量定理得A和B碰撞过程中B受的合力的冲量大小;
②AB一起冲上斜面体后又返回时,C获得的速度最大,对此过程应用动量守恒和机械能守恒得斜面体C获得的最大速度。
①A下落到O点过程:,解得:
A、B碰撞动量守恒: ,解得:
对B,由动量定理得:,所以
② AB一起冲上斜面体后又返回时,C获得的速度最大
AB与C水平方向动量守恒:
AB与C机械能守恒:
联立解得:,代入数据得:
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