题目内容
如图,凹槽水平底面宽度s=0.3m,左侧高度H=0.45m,右侧高度h=0.25m。凹槽的左侧直面与光滑的水平面BC相接,水平面左侧与水平传送带AB相接且相切,凹槽右侧竖直面与平面MN相接。传送带以
m/s速度转动,将小物块P1轻放在传送带的A端,P1通过传带后与静置于C点的小物块P2发生弹性碰撞。P2的质量m=1kg,P1的质量是P2质量的k倍(已知重力加速度g=10m/s2,P1与传送带间的动摩擦因素
,L=1.5m,不计空气阻力。)
(1)求小物块P1到达B点时速度大小;
(2)若小物块P2碰撞后第一落点在M点,求碰撞后P2的速度大小;Ks5u
(3)设小物块P2的第一落点与凹槽左侧竖直面的水平距离为x,试求x的表达式。
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解:(1)若P1从A点滑至B点过程中一直加速,根据动能定理有:
…………………………………Ks5u…………(2分)
解得在B点的速度
m/s >
m/s ……………………(1分)
说明P1从A点滑至B点是先加速后匀速,则P1到达B点时速度大小为:
m/s ………………………………………………………………(1分)
(2)小球P2从B点到M点,根据平抛运动规律有:
得下落时间
…………………………(2分)
由
解得小球P1从C点抛出时的速度
=1.5m/s …………………(2分)
(3)根据动量守恒定律有:
…………………………………(1分)
根据能量守恒有:
………………………………(1分)
解得:
……………………………………………………………(1分)
①若P2落在MN水平面,则
解得
………………………………(1分)
即当
时,
………………………………(1分)
②当P2落在凹槽底面时,落地时间
……………………………(1分)
最大抛出速度
……………………………………………(1分)
所以若P2落在凹槽底面时,则
,解得
……………………………(1分)
即当
时,
…………………………(1分)
③当
时,P2落在右侧竖直面上,故
Ks5u………(1分)