题目内容
【题目】如图所示中,CO为粗糙水平轨道,CO间距L=6.8m,MN是以O为圆心、半径R=m的光滑圆弧轨道,小物块 A、B分别放置在C点和O点,小物块A的质量mA=0.5kg,小物块B的质量mB=1.5kg。现给A施加一大小为5N,方向与水平成θ=37°斜向上的拉力F,使小物块A从C处由静止开始运动,作用时间t后撤去拉力F。小物块A与B之间的碰撞为弹性正碰,小物块A与水平轨道的动摩擦因数μ=0.5,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,sin37° =0.6,cos37° =0.8。
(1)求拉力F作用时,小物块A的加速度大小;
(2)若t=1s,求小物块A运动的位移大小;
(3)要使小物块B第一次撞在圆弧MN上的动能最小,求t的取值。
【答案】(1);(2)6.6m;(3)
【解析】
(1)小球A受到拉力F作用时,做加速运动,对A进行受力分析,
水平方向
竖直方向
代入数据解得
(2)假定小球A速度减为零之前未与B相碰,则撤去拉力时
撤去拉力后A做减速运动
因,假定成立,故小球A运动的总位移为6.6m。
(3)撤去拉力时
与B碰撞前
小球A与小球B之间的碰撞为弹性正碰,则
解得
球B做平抛运动,经tB打在MN上,有:
且
平抛过程中遵循机械能守恒,有:
可得
可知当时,最小,即动能最小
解得
代入数据可解得
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