题目内容
【题目】如图所示,A、B两点分别为四分之一光滑圆弧轨道的最高点和最低点,O为圆心,OA连线水平,OB连线竖直,圆弧轨道半径R=1.8m,圆弧轨道与水平地面BC平滑连接。质量m1=1kg的物体P由A点无初速度下滑后,与静止在B点的质量m2=2kg的物体Q发生弹性碰撞。已知P、Q两物体与水平地面间的动摩擦因数均为
=0.4,P、Q两物体均可视为质点,当地重力加速度g=10m/s2。求P、Q两物体都停止运动时二者之间的距离。
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【答案】1.5m
【解析】设物体P从A点运动到B点的速度为v1,由动能定理:m1gR=
m1v12
PQ两物体发生弹性碰撞,碰后 PQ两物体的速度分别为v1′,v2′,
由动量守恒定律和能量守恒定律可得:
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解得v1′=-2m/s,v2′=4m/s
物体P被弹回,但速度小于Q的速度,二者不能发生二次碰撞;设物体P在水平面上滑行的距离为s1,物体Q在水平地面上滑行距离为s2,由动能定理可得:
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两物体停止运动时二者之间的距离d=s2-s1可得d=1.5m
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