题目内容
| 2gL |
(1)物块A在M点上方时,离M点的最大距离s;
(2)系统产生的总内能E.
分析:(1)B先下滑获得速度后与A发生碰撞,遵守动量守恒,两者一起向下运动,与弹簧接触后压缩弹簧,被弹簧反弹后返回到M点时的速度大小与碰后的速度大小相等、方向相反.根据牛顿第二定律分析A、B上滑过程加速度的大小关系,判断可知当A运动到最高处静止时,物块B还在向上减速运动,未与A相碰.可根据动能定理求出物块B第一次和物块A碰前的速度,由动量守恒求出碰后的速度.再根据动能定理求解物块A在M点上方时离M点的最大距离s.
(2)由能量转化和守恒定律列式求解.
(2)由能量转化和守恒定律列式求解.
解答:解:(1)设物块B第一次和物块A碰前的速度为v1,碰后的共同速度为v2.物块B从N运动到M点,由动能定理有:2mgLsinθ=
×2m
-
×2m
①
对物块B和物块A,在碰撞过程由动量守恒有:2mvl=(2m+m)v2 ②
物块A、B从第一次在M点相碰后至再次回到肘点的过程中机械能守恒,两物块速度大小不变,方向反向,其后物块A、B将作匀减速运动,设加速度分别设为a1、a2.
由牛顿第二定律有,对A:μmgcosθ+mgsinθ=mal
对B:2mgsinθ=2ma2
又由题意中“物块A恰好静止”可得:μmgcosθ=mgsinθ ③
得:al>a2
所以当A运动到最高处静止时,物块B还在向上减速运动,未与A相碰.
对A从M到最高处由动能定理有:
(-μmgcosθ-mgsinθ)s=0-
×m
;
由①②③④式得:s=
L
(2)物块A、B最终紧靠一起在OM间作往复运动,从物块B开始运动至A、B一起运动
到M点且速度为零的过程中,由能量转化和守恒定律有:
E=2mgLsinθ+
×2m
所以系统产生的总内能E=3mgL.
答:
(1)物块A在M点上方时,离M点的最大距离s是
L;
(2)系统产生的总内能E是3mgL.
| 1 |
| 2 |
| v | 2 1 |
| 1 |
| 2 |
| v | 2 0 |
对物块B和物块A,在碰撞过程由动量守恒有:2mvl=(2m+m)v2 ②
物块A、B从第一次在M点相碰后至再次回到肘点的过程中机械能守恒,两物块速度大小不变,方向反向,其后物块A、B将作匀减速运动,设加速度分别设为a1、a2.
由牛顿第二定律有,对A:μmgcosθ+mgsinθ=mal
对B:2mgsinθ=2ma2
又由题意中“物块A恰好静止”可得:μmgcosθ=mgsinθ ③
得:al>a2
所以当A运动到最高处静止时,物块B还在向上减速运动,未与A相碰.
对A从M到最高处由动能定理有:
(-μmgcosθ-mgsinθ)s=0-
| 1 |
| 2 |
| v | 2 2 |
由①②③④式得:s=
| 2 |
| 3 |
(2)物块A、B最终紧靠一起在OM间作往复运动,从物块B开始运动至A、B一起运动
到M点且速度为零的过程中,由能量转化和守恒定律有:
E=2mgLsinθ+
| 1 |
| 2 |
| v | 2 0 |
所以系统产生的总内能E=3mgL.
答:
(1)物块A在M点上方时,离M点的最大距离s是
| 2 |
| 3 |
(2)系统产生的总内能E是3mgL.
点评:本题关键明确各个运动过程,碰撞过程,系统动量守恒;根据动能定理求解距离是常用的方法.
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