题目内容
如图所示 ,粗糙斜面与光滑水平地面通过光滑小圆弧平滑连接,斜面倾角
,滑块A、C、D的质量均为
,滑块B的质量为
,各滑块均可视为质点。A、B间夹着微量火药。K为处于原长的轻质弹簧,两端分别栓接滑块B和C。火药爆炸后,A与D相碰并粘在一起,沿斜面前进L = 0.8 m 时速度减为零,接着使其保持静止。已知滑块A、D与斜面间的动摩擦因数均为 μ = 0.5,运动过程中弹簧始终处于弹性限度内,取 g = 10 m/s2,sin37° = 0.6,cos37°= 0.8。求:
![]()
(1)火药爆炸后A的最大速度vA;
(2)滑块B、C和弹簧K构成的系统在相互作用过程中,弹簧的最大弹性势能Ep;
(3)滑块C运动的最大速度vC。
(1)vA=8m/s(2)EP = 1.6 J(3)![]()
【解析】(1)设A和D碰后的速度为v1,AD滑上斜面,由动能定理:
得:![]()
m/s
(2分)
火药爆炸后,A的速度最大为vA,
由动量守恒定律有:
vA=8m/s (2分)
(2)火药爆炸过程,对A和B系统,由动量守恒定律,设B获得的速度为vB,
vB = 2 m/s (1分)
当B与C共速为
时,弹簧弹性势能最大。
由B、C系统动量守恒,
![]()
m/s
(2分)
弹簧的最大弹性势能为:
EP = 1.6 J (1分)
(3)当弹簧为原长时,滑块C的速度最大为
,则:
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
| A、滑块向上运动过程中处于超重状态,在下滑过程中处于失重状态 | B、滑块上滑过程中机械能减小,下滑过程中机械能增大 | C、滑块上滑过程中产生的热量大于下滑过程中产生的热量 | D、滑块上滑运动时间小于下滑运动时间 |