Question

如图所示，一条轨道固定在竖直平面内，粗糙的ab段水平，bcde段光滑，cde段是以O为圆心、R为半径的一小段圆弧，圆心O与在ab 同一水平线上．可视为质点的物块A和B紧靠在一起，静止于b处，A的质量是B的3倍．两物块在足够大的内力作用下突然分离，分别向左、右始终沿轨道运动．B到d点时速度沿水平方向，此时轨道对B的支持力大小等于B所受重力的倍，A与ab段的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，求：
（1）物块B在d点的速度大小；
（2）物块A滑行的距离s和时间t．

Answer 1

【答案】分析：（1）在d点根据向心力公式列方程可正确求解．
（2）分析清楚作用过程，开始AB碰撞过程中动量守恒，碰后A反弹，B继续运动根据动能定理和动量定理可正确求解．
解答：解：（1）在d点对B，由牛顿第二定律得：
    ①
由①得：
故物块B在d点的速度大小：．
（2）设A、B在分离瞬间速度大小分别为v₁、v₂，取水平向右方向为正，A、B分离过程动量守恒，则：
3m（-v₁）+mv₂=0    ②
A、B分离后，B从b点到d点过程由动能定理得：
      ③
A向左减速至零过程由动能定理得：
      ④
由①②③④得：
A向左减速至零过程由动量定理得：
-u（3mg）t=0-3mv₁
解得：，
故物块A滑行的距离：，时间：．
点评：本题考查了动量守恒、动能定理、动量定理等规律的简单应用，较好的考查了学生综合应用知识的能力．