题目内容

(15分)如图所示 ,粗糙斜面与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接,斜面倾角 θ = 37°,A、C、D滑块的质量为 m= m= mD= m = 1 kg,B滑块的质量 mB = 4 m = 4 kg(各滑块均视为质点)。A、B间夹着质量可忽略的火药。K为处于原长的轻质弹簧,两端分别连接住B和C。现点燃火药(此时间极短且不会影响各物体的质量和各表面的光滑程度),此后,发现A与D相碰后粘在一起,接着沿斜面前进了L = 0.8 m 时速度减为零,此后设法让它们不再滑下。已知滑块A、D与斜面间的动摩擦因数均为 μ = 0.5,取 g = 10 m/s2,sin37° = 0.6,cos37°= 0.8。求:

(1)火药炸完瞬间A的速度vA

(2)滑块B、C和弹簧K构成的系统在相互作用过程中,弹簧的最大弹性势能Ep。(弹簧始终未超出弹性限度)。

(15分)

(1)6分。    AD系统沿斜面滑上,A和D碰完时的速度v1由动能定理, 

得:      代入数据得m/s  

炸药爆炸完毕时,A的速度vA,由动量守恒定律有:

   得:  vA = 8 m/s 

(2)9分。    炸药爆炸过程,对A和B系统,由动量守恒定律,设B获得的速度为vB

有:    得:  vB = 2 m/s

B与C相互作用,当两者共速为时,弹簧弹性势能最大,

由B、C系统动量守恒,有: 

解得:m/s  

弹簧的最大弹性势能为: 

代入数据得:E= 1.6 J  

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