题目内容

如图所示,内壁光滑的木槽质量为mA= m,内直径为2L,置于水平桌面上,槽与桌面间的动摩擦因数为μ.槽内有两个小球B、C,它们的质量分别是mB = m,mC=2 m .现用两球将很短的轻弹簧压紧(球与弹簧不连接),且B球到木槽左端、C球到木槽右端的距离均为L,这时弹簧的弹性势能为EP = μmgL.同时释放B、C球,并假设小球与槽碰撞后不分离,碰撞时间不计.求:

1.第1个小球与槽碰撞后的共同速度?

2.第2个小球与槽碰撞后的共同速度?

3.整个运动过程中,桌面与槽摩擦产生的热量?

 

 

1.

2.,方向水平向左

3.

解析:(1)释放瞬间:mBvB=mCvC       …………………………(1分)

E=      ……………(1分)

解得:  ……………(1分)

物体B经时间t1=先与木槽A相撞     ……………(1分)

有:mBvB =(mA+mB)v1

解得:v1=          ……………(2分)

(2)木槽A与B球相撞后,一起向左匀减速运动,加速度

     …………………………(1分)

木槽A和球B相撞后速度减为0的时间……………(1分)

在(t1+t2)这段时间内,物体C和槽移动的距离之和为:

<L所以在C 与A相撞前A已停止运动(1分)

再经过一段时间,球C和木槽相撞,有:mCvC=(mA+mB+mC)v2

解得v2=,方向水平向左.            ……………(2分)

(3)第一次相撞后A与B的总动能全都转化为为摩擦热    ……………………(2分)

第二次相撞后系统的总动能全都转化为为摩擦热

   ……………(2分)

整个过程中桌面和木槽因摩擦而产生的热量为

              …………………………(1分)

 

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