题目内容
【题目】如图所示,长为L1=2m的细线拴一质量为m=1kg的小球在水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆),摆线与竖直方向的夹角为α=37°,不计空气阻力,当小球运动到P点时绳子断了,一段时间后小球恰好从光滑圆弧ABC的A点沿切线方向进入圆弧,进入圆弧时无机械能损失,已知圆弧的半径R=m,θ=53°,小球经圆弧运动到B点时与停在光滑地面的质量为M=2 kg的物块发生弹性正碰,物块运动到C后沿顺时针转动的倾斜的传送带CD运动,传送带CD与地面的倾角=37°,速度为v=2m/s,不计物块在C处的机械能损失。已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.5(g取10 m/s2,sin37°=0.60,cos 37°=0.80,g取 10 m/s2)求:
(1)小球到达圆弧B点时(碰撞前)的速度
(2)若物块M若能够到达D端,传送带CD部分L2最长是多少
【答案】(1)(2)
【解析】
(1)设匀速圆周运动速度:,解得:,在A点,设速度为,根据运动合成与分解:,从A到B,设碰前速度,根据动能定理:,解得:
(2)两物体弹性相碰,设M碰后速度为,m碰后速度为: ,,解得:,开始滑上传送带,在传送带上,开始减速,到与传送带速度相同:,,因为,所以共速后,不能一起匀速,继续减速,减速到零:,所以传送带最长
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