题目内容
【题目】一质量为3m的物体P静止于光滑水平地面上,其截面如图所示.图中ab为粗糙的水平面,长度为L;bc为一光滑斜面,斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接.现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动,在斜面上上升的最大高度为h,返回后在到达a点前与物体P相对静止.重力加速度为g.求:
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(1)木块在ab段受到的摩擦力f;
(2)木块最后距a点的距离s.
【答案】
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【解析】设木块和物体P共同速度为v,以v0的方向为正方向,两物体从开始到第一次到达共同速度过程; 由动量和能量守恒得:
mv0=(m+3m)v…①
mv02=
(m+3m)v2+fL+mgh…②
由①②得:
…③
②木块返回与物体P第二次达到共同速度与第一次相同,全过程根据能量守恒得:
…④
由②③④得:
点睛: 本题综合运用了动量守恒定律和能量守恒定律,关键选择研究的过程,根据定律列表达式进行求解;注意两次物体共速的时候分别滑块到达P的最高点和再次回到水平面上性对静止时.
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