题目内容

【题目】如图所示,凹槽A放置于水平面上,凹槽内表面水平光滑,凹槽两侧壁间距为d,在凹槽左侧壁放置物块 B(可视为质点),物块B、凹槽A质量分别为m2m,凹槽与水平面间的动摩擦因数μ0.5。现对凹槽施一水平外力,使AB一起从静止开始水平向右运动,当速度达到时撤去外力。已知重力加速度为g,物块B与凹槽侧壁发生的碰撞都是弹性碰撞,碰撞时间极短可不计,不计空气阻力。求:

1)刚撤去外力时凹槽A的加速度;

2)物块B与凹槽右侧发生第一次碰撞后瞬间,AB的速度大小vAvB

3)从撤去外力到凹槽A停止运动的过程中,凹槽A运动的时间t

【答案】(1) 水平向左 (2) (3)

【解析】

1)对B

μ3mg2ma

a

方向水平向左

2)撤去外力后,物块B做匀速直线运动,槽A做匀减速运动设B历时t1运动到达槽右侧壁,槽碰前速度为有:

xBv0t1

xAv0t1-at12

xB-xAd

vv0-at1

解得:

v

B与槽右侧壁发生弹性碰撞有

mv0+2mvmvB+2mvA

m v02+2m v22m vB2+2m vA2

解得

vA

vB

3)从撤去力FAB第一次发生弹性碰撞经过的时间为t1,则

t1

AB第一次发生弹性碰撞后,B做匀速直线运动,A做匀减速直线运动,直至A速度减为0(此过程中AB未发生碰撞),历时t2

t2

B继续做匀速直线运动,直至AB第二次发生弹性碰撞,由机械能守恒和动量守恒得

vB'=-vB

vA'=vB

A再次做匀减速直线运动,直至A速度减为0,历时t3

t3

B继续做匀速直线运动,直至AB第三次发生弹性碰撞,之后A再次做匀减速直线运动,直至A速度减为0,历时t4,同理可得

t4×

tt1+ t2+ t3+ t4. . . . . .[++(1++. . . . . .)]

练习册系列答案
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