题目内容
(18分)如图所示,一个半径为R=1.00m粗糙的
圆弧轨道,固定在竖直平面内,其下端切线是水平的,轨道下端距地面高度h=1.25m.在轨道末端放有质量为mB=0.30kg的小球(视为质点),B左侧装有微型压力传感器,另一质量为mA=0.10kg的小球A(也视为质点)由轨道上端点从静止开始释放,运动到轨道最低处时,传感器显示读数为2.6N,A与B发生正碰,碰后B小球水平飞出,落到地面时的水平位移为s=0.80m,不计空气阻力, 重力加速度取g=10m/s2.求:
⑴小球A在碰前克服摩擦力所做的功;
⑵A与B碰撞过程中,系统损失的机械能.
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解 (1)在最低点对球由牛顿第二定律有:FA-mAg=
(2分)
∴vA=4.00m/s(1分)
由动能定理有:mAgR-Wf =
(2分)
∴Wf=0. 20J(2分)
(2)碰后对B球平抛有:
∴v′B=1.6m/s(3分)
A、B碰由动量守恒定律有:mAvA=mAv′A+mBv′B(2分)
∴v′A=-0.8m/s(1分) 负号表示方向向左(1分)
由能量守恒得:ΔE损=
(2分)
故ΔE损=0.384J(2分)
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