题目内容
【题目】如图所示,在某次车模试车时,一质量为m=0.45kg的赛车以某一水平向右的初速度出发,沿水平直线轨道运动到A点后,进入半径R=2m的光滑竖直圆形轨道,圆形轨道间不相互重叠,即赛车离开圆形轨道后可继续想C点运动,C点右侧有一壕沟,C、D两点的竖直高度h=0.8m,水平距离s=1.6m,水平轨道AC长为L=4.5m,赛车与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.1,重力加速度为
(1)若赛车恰能通过圆形轨道的最高点B,求赛车在A点的速度;
(2)若赛车再从B到达A点时,恰好有一块橡皮泥从圆心方向落在车模上,和小车合为一体,若要求车模不会掉进壕沟,求在A点落在赛车上的橡皮泥的质量范围。
【答案】(1)(2)或
【解析】(1)小球恰好能通过最高点;
由点A到点B机械能守恒,联立解得
(2)若赛车刚好停在C点,在A点车上,落上质量为m1的橡皮泥后速度为
由动量守恒定律可得
从A到C由动能定理可得,
代入数据解得;
若赛车恰好越过壕沟,在C点的速度为,则有竖直方向,水平方向
此时假设落在赛车上质量为的橡皮泥后的速度为,
由动量守恒定律可得;
从A到C由动能定理可得,
代入数据解得;
综上所述,满足题意的橡皮泥质量或;
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