题目内容

【题目】如图所示,竖直半圆形光滑轨道BC与水平面AB相切,AB间距离x1 m,质量m0.1 kg的小滑块1放在半圆形轨道底端的B点,另一质量也为m0.1 kg的小滑块2,从A点以的初速度在水平面上滑行,两滑块相碰,碰撞时间极短,碰后两滑块粘在一起滑上半圆形轨道,恰好能通过半圆形轨道最高点C.已知滑块2与水平面之间的动摩擦因数μ0.2.取重力加速度g10 m/s2.两滑块均可视为质点.求:

1)碰后瞬间两滑块共同的速度大小v

2)两滑块在碰撞过程中损失的机械能ΔE

3)半圆形轨道的半径R.

【答案】13 m/s20.9 J (30.18 m

【解析】

1)滑块2A运动到B,设滑块2B点的速度为v1,由动能定理可得:

解得:

B点,滑块2与滑块1发生完全非弹性碰撞,以的方向为正方向,由动量守恒定律可得:

,解得:

2)滑块2与滑块1B点发生完全非弹性碰撞,由能量守恒可得机械能损失为:

解得:

3)碰后两滑块沿半圆形轨道上升到C点的过程中机械能守恒,

C点,两滑块所受重力提供其做圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律可得:

联立解得:

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