题目内容
如图所示,光滑水平面上放置质量均为M=2kg的甲、乙两辆小车,两车之间通过一感应开关相连(当滑块滑过两车连接处时,感应开关使两车自动分离,分离时对两车及滑块的瞬时速度没有影响),甲车上表面光滑,乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数μ=0.5.一根轻质弹簧固定在甲车的左端,质量为m=1kg的滑块P(可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连,用一根细线栓在甲车左端和滑块P之间使弹簧处于压缩状态,此时弹簧的弹性势能E0=10J,弹簧原长小于甲车长度,整个系统处于静止状态.现剪断细线,滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车,g取10m/s2.求:
①滑块P滑上乙车前的瞬时速度的大小;
②滑块P滑上乙车后相对乙车滑行的距离.
①设滑块P滑上乙车前的速度为v,对整体应用动量守恒和能量关系有:
mv-2MV = 0 (1分)
(1分)
解之得v = 4m/s V=1m/s (1分)
②设滑块P和小车乙达到的共同速度v′,对滑块P和小车乙有:
mv-MV = (m+M)v′ (2分)
(2分)
代入数据解得:
(2分)
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