题目内容

如图所示,一弹簧在倾角为θ的斜面上,下端固定,上端连接质量为m的滑块A,用一锁定K将A锁定在斜面上,并使弹簧刚好处于原长.在A点之下段斜面光滑,在A点之上段斜面粗糙.现将质量也为m的物块B从距离A为L的P点以某一初速度滑下,当B刚要与A相碰瞬间锁定K立即自动解开,使B与A相碰(相碰时间极短),并使A、B以共同的速度压缩弹簧(A、B互不粘连),然后B又刚好被反弹回P点而速度减为零.B物块与粗糙段摩擦因数为μ.求B物原来的初速度大小.
分析:B下滑过程中有重力及摩擦力做功,由动能定理可得出表达式;而在AB碰撞中动量守恒,由动量守恒定律可得出表达式;再对AB分离后对B分析,由动能定理可得出表达式,联立可解.
解答:解:设B物块的初为V0,B与A碰前瞬间的速度为V1,B与A碰后的瞬间的速度为V2,对B在碰前过程有:
mgLsinθ-μmgLcosθ=
1
2
mV12-
1
2
mV22
A、B碰撞动量守恒:m V1=2m V2
A、B反弹后在弹簧的原长分离,对B分离后有:mgLsinθ+μmgLcosθ=
1
2
mV22
由上三式可解得:V1=
2gL(3sinθ+5μcosθ

答:B物体原来的初速度为
2gL(3sinθ+5μcosθ
点评:对于动能定理的应用题目,一定要注意分析过程,对不同的过程分别应用动能定理或动量守恒列式,注意各过程之间的联系,联立方程可解.
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