题目内容
【题目】如图所示为工厂里一种运货过程的简化模型,货物
可视为质点质量
,以初速度
滑上静止在光滑轨道OB上的小车左端,小车质量为
,高为
。在光滑的轨道上A处设置一固定的障碍物,当小车撞到障碍物时会被粘住不动,而货物继续运动,最后恰好落在光滑轨道上的B点。已知货物与小车上表面的动摩擦因数
,货物做平抛运动的水平距离AB长为
,重力加速度g取
。
![]()
求货物从小车右端滑出时的速度;
若已知OA段距离足够长,导致小车在碰到A之前已经与货物达到共同速度,则小车的长度是多少?
【答案】(1)3m/s;(2)6.7m
【解析】
设货物从小车右端滑出时的速度为
,滑出之后做平抛运动,
在竖直方向上:
,
水平方向:![]()
解得:![]()
在小车碰撞到障碍物前,车与货物已经到达共同速度,以小车与货物组成的系统为研究对象,系统在水平方向动量守恒,
由动量守恒定律得:
,
解得:
,
由能量守恒定律得:
,
解得:
,
当小车被粘住之后,物块继续在小车上滑行,直到滑出过程,对货物,由动能定理得:
,
解得:
,
车的最小长度:故L
;
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