题目内容

如图所示,轻弹簧的一端固定,另一端与滑块B相连,B静止在水平导轨上,弹簧处在原长状态。滑块A从半径为R的光滑圆弧槽无初速滑下,从P点滑上水平导轨,当A滑过距离slR时,与B相碰,碰撞时间极短,碰后AB紧贴在一起运动,但互不粘连.最后A恰好返回出发点P并停止.在AB压缩弹簧过程始终未超过弹簧的弹性限度。已知滑块AB质量均为mAB可视为质点),且与导轨的滑动摩擦因数都为0.1,重力加速度为g,试求:

1)滑块A从圆弧滑到P点时对导轨的压力,

2AB碰后瞬间滑块A的速度,

3)运动过程中弹簧最大形变量S2

 

 

【答案】

(1)3mg? 2?? 30.625R

【解析】

试题分析:(1)滑块A到达P点的速度为v0

由机械能守恒得:???? ? (2分)

P点有:N-mg=? ?? (2分)

联立①②式得 N=3mg ??? (1分)

由牛顿第三定律可知:

滑块A对导轨的压力 ? (1分)

2A刚接触B时速度为v1(碰前),A运动 s1过程由动能定理得,

?? ? (2分)

碰撞过程中动量守恒,令碰后瞬间AB共同运动的速度为v2,则有

m v1 =2m v2??? ? (2分)

解得v2=?? ? (2分)

3)设AB在弹簧碰后恢复到原长时, 共同速度为v3,在这过程中,由动能定理,有

?? ?? (2分)

AB开始分离,A单独向右滑到P点停下,由动能定理有

? ???? (2

解得? s2=0.625R?? ??? (2

考点:本题考查牛顿运动定律、机械能守恒

 

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