题目内容

如图所示,在小车的右端高h=0.20m的支架上固定着一个半径为R的1/4圆弧光滑导轨,一质量为研=0.2kg的物体从圆弧的顶端无摩擦地滑下,离开圆弧后刚好落到车的左端边沿,车与支架的总质量M=2kg,车身长L=0.22m,车与水平地面间的摩擦不计,重力加速度g =10m/s2,求:

(1) 小球离开圆弧轨道下降高度h.所用的时间;

(2) 小球滑到圆弧底端时小球和车的速度大小;

(3) 圆弧半径R。

 

(1)物体滑到圆弧底端后向左做平抛运动,所以有

                    ——一(2分)

                      ——————————(2分)

(2) 设物体滑到圆弧的底端时车速度为v1,物体速度为v2:物体在圆弧下滑的过程中,水平方向没有外力。对物体与车构成的系统,水平方向动量守恒:

          O=Mvl-Mv2   一一一一一一(2分)

     物体离开圆弧底端后向后做平抛运动,车向右做匀速直线运动,有

         L=(vl+v2)t    一一一一一一一一(2分)

     解得:         ————————— (2分)

                         一一一—一(2分)

(3) 物体从圆弧的顶端无摩擦地滑到圆弧底端过程,对物体与车构成的系统,机械能守恒:

                        ——————————(2分)

    由以上各式带入数据解得:

                      ————————(2分)

解析:略

 

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