题目内容

一个平板小车置于光滑水平面上,其右端恰好和一个轨道半径R=0.8m的   光滑圆弧轨道AB的底端等高对接,如图所示。现将一质量m=1.0kg的小滑块,由轨道顶端A点无初速释放,滑块滑到B端后冲上小车。已知小车的质量M=3.0kg,长L=2.06m,滑块与小车上表面间的动摩擦因数=0.3,取g=10m/s2。试求:

(1)滑块到达B端时,轨道对它支持力的大小;

(2)小车运动1.5s时,车右端距轨道B端的距离;

(3)滑块与车面间由于摩擦而产生的内能。

 


参考答案:

(1)滑块从A端下滑到B端,由机械能守恒定律得: 解得v0=4m/s   (2分)

在B点由牛顿第二定律得:FN-mg=,解得轨道对滑块的支持力大小FN=30N(2分)

(2)滑块滑上小车后,由牛顿第二定律得:

对m:- (1分)

对M: (1分)

当m、M速度相等时,有: (1分)

联立解得:t1=1s (1分)

此时m经过的位移: (1分)

M经过的位移: (1分)

m相对M经过的位移: (1分)

联立解得:2m   (1分)

此时滑块未离开小车,此后一起匀速运动

经过时间t-t1发生位移为:(1分)

解得小车经过1.5s离B端的距离为:s=s2+s3=1m (1分)

(3)滑块与车面间由于摩擦而产生的内能:    (2分)

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