题目内容
【题目】如图所示,在倾角30°的斜面上放置一个凹撸B,B与斜面间的动摩擦因数;槽内靠近右侧壁处有一小物块A(可视为质点),它到凹槽左侧壁的距离0.1m,A、B的质量都为m=2kg,B与斜面间的最大静摩擦力可认为等于滑动摩摞力,不计A、B之间的摩擦,斜面足够长。现同时由静止释放A、B,经过一段时间,A与B的侧壁发生碰撞,碰撞过程不计机械能损失,碰撞时间极短,g取.求:
(1)释放后物块A和凹槽B的加速度分别是多大?
(2)物块A与凹槽B的左侧壁第一次碰撞后瞬间A、B的速度大小;
(3)从初始位置到物块A与凹糟B的左侧壁发生第三次碰撞时B的位移大小。
【答案】(1)(2)vAn=(n-1)ms-1,vBn="n" ms-1(3)xn总=0.2n2m
【解析】
(1)设物块A的加速度为a1,则有mAgsinθ=ma1,
解得a1=5m/s2
凹槽B运动时受到的摩擦力f=μ×3mgcosθ=mg方向沿斜面向上;
凹槽B所受重力沿斜面的分力G1=2mgsinθ=mg方向沿斜面向下;
因为G1=f,则凹槽B受力平衡,保持静止,凹槽B的加速度为a2=0
(2)设A与B的左壁第一次碰撞前的速度为vA0,根据运动公式:v2A0=2a1d
解得vA0=3m/s;
AB发生弹性碰撞,设A与B第一次碰撞后瞬间A的速度大小为vA1,B的速度为vB1,则由动量守恒定律: ;
由能量关系:
解得vA1=-1m/s(负号表示方向),vB1=2m/s
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