题目内容
(18分)如图所示,光滑斜面与水平地面在C点平滑连接,质量为0.4kg的滑块A无初速地沿斜面滑下后,又沿水平地面运动至D与质量为0.8kg的小球B发生正碰,碰撞时没有能量损失.B球用长为L=O.32m的细线悬于O点,其下端恰与水平地面土的D点相切.已知滑块A与水平地面间的动摩擦因数=0.1,C、D间距离LCD=1.4m,碰撞后B球恰好能在竖直面做作完整的圆周运动,g取10m/s2,求:
(1)滑块A在斜面上滑下时的高度h;
(2)滑块A最终与D点间的距离。
解析:
(1)设小滑块A滑至D点与小球B碰撞前的速度为v1,碰后A、B的速度分别为,则小滑块滑动至D过程中, ,
在D点A、B发生碰撞,动量守恒, ,
机械能守恒, ,
小球B刚好作完整的圆周运动,设到达最高点时速度为v4,则在最高点时,
从最低点到最高点过程中,
由①-⑤可得h=1.94m ,=-2m/s (负号表示碰后滑块A速度向左)
(2)设碰后小滑块A在水平面上滑动的路程为S,则有
解得,
因为LCD<s<2LCD,所以滑块先自左滑过C点后,又从斜面返回并静止在C、D之间的一点上, 故小滑块最终与D点间的距离为
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