题目内容

18.如图所示,光滑水平面上有两个完全相同、质量都是m=0.5kg的小物块a、b.开始时b静止在P点,a以v0=8m/s的速度向右运动,当运动到O点时,a开始始终受到一个方向水平向左的恒力f作用(图中未画出),到达M点时速度为$\frac{3}{4}$v0,再运动到P点与b发生正碰并立即粘合在一起(碰撞经历时间极短),运动到N点时速度恰好为零.己知OM=MN=7m.试求:

(l)小物块a所受恒力f的大小;
(2)a物块从O到N经历的时间;
(3)两物块在碰撞过程损失的机械能.

分析 (1)研究小物块a从O到M的过程,由动能定理列式,可求得恒力f的大小;
(2)对a物块从O到N的过程,对a和b系统,运用动量定理列式可求出所经历的时间;
(3)对a、b球系统从O到N全过程,根据功能关系求两物块在碰撞过程损失的机械能.

解答 解:(l)a球从O到M,根据动能定理得
-f•s=$\frac{1}{2}$m($\frac{3}{4}$v0)2-$\frac{1}{2}$mv02
解得:f=1N
(2)设a从O到N经历时间t,对a和b系统,取向右为正方向,根据动量定理得:
-ft=0-mv0
解得:t=4s
(3)设碰撞中损失的机械能为△E,对a、b球系统从O到N全过程,根据功能关系
   f•2s+△E=$\frac{1}{2}$mv02-0
则碰撞中损失的机械能为:△E=$\frac{1}{16}$mv02=$\frac{1}{16}$×0.5×82=2J
答:
(l)小物块a所受恒力f的大小是1N;
(2)a物块从O到N经历的时间是4s;
(3)两物块在碰撞过程损失的机械能是2J.

点评 对于力学综合题,关键要灵活选择解题规律,在涉及力在空间上积累效果时,往往运用动能定理研究.在涉及力在时间上积累效果时,往往运用动量定理研究.

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