题目内容

【题目】如图所示,质量为1.0kgA物体用销钉固定在水平桌面上,左侧是半径为0.8m的光滑圆孤轨道,右侧是长为0.272m的水平轨道,圆弧轨道末端与水平轨道相切,轨道的左端比右端高0.2m,右端比桌面高0.2m。圆弧轨道的末端静置一质量为0.1kg的小物块B;将质量为0.4kg的小球C自轨道的左端最高点由静止释放,滑到圆弧轨道末端时与B块碰撞并粘在一起,此时拔掉销钉,已知物块B、小球C与水平轨道间的动摩擦因数均为0.2A物体与桌面间的动摩擦因数为0.04,重力加速度g10m/s2求:

(1)小球C与物块B碰撞前的速度大小;

(2)CB碰撞粘在一起后的瞬间,对圆弧轨道的压力小;

(3)BC落到桌面上时与轨道右端的水平距离。

I

【答案】(1)(2)6.6N(3)0.232m

【解析】

(1)对物体C由由静止释放到与物块B碰撞前的过程,由动能定理得

解得

(2)CB组成的系统碰撞前后动量守恒得

解得

由牛顿第二定律得

解得

由牛顿第三定律得对圆弧轨道的压力小

(3)BC整体,则有

可得

A则有

可得

物体BC与水平轨道的相对位移为

BC整体在A上滑动的时间

(舍)

BC整体滑离A时的速度大小为

此时A的速度为

A

可得

故有

BC滑离A后,A的加速度大小为

A停下来的时间

故在BC滑离A到落到桌面的过程中,A的位移为

BC落到桌面上时与轨道右端的水平距离

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