题目内容
如图所示,在倾角为θ的斜面上静止释放质量均为m的小木箱,相邻两木箱的距离均为L。工人用沿斜面的力推最下面的木箱使之上滑,逐一与其它木箱碰撞(碰撞时间极短)。每次碰撞后木箱都粘在一起运动。整个过程中工人的推力不变,最后恰好能推着三个木箱匀速上滑。已知木箱与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.,求
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(1)工人的推力;
(2)三个木箱均速运动的速度;
(3)第一次碰撞中损失的机械能。
【答案】
(1)
(2)
(3)
【解析】(1)当匀速时,把三个物体看作一个整体受重力、推力F、摩擦力f和支持力.根据平衡的知识有
...5分(分析受力给1分)
(2)第一个木箱与第二个木箱碰撞之前的速度为V1
加速度
....2分
根据运动学公式或动能定理有
...2分
碰撞时间极短可忽略外力,则动量守恒
碰撞后的速度为V2,根据有
............2分
解得
..............1分
设碰撞第三个木箱前的速度为V3
从V2到V3的加速度为
........1分
根据运动学公式有![]()
得
.......................1分
(最好用动能定理整体分析)
跟第三个木箱碰撞,根据动量守恒
................1分
得
就是匀速的速度...............1分
(3)设第一次碰撞中的能量损失为![]()
根据能量守恒有
..................2分
带入数据得
......................2分
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