题目内容

(22分)如图所示,固定在地面上的光滑圆弧面与车C的上表面平滑相接,在圆弧面上

有一个滑块A,其质量为mA=2kg,在距车的水平面高h=1.25m处由静止下滑,车C的质量为

mC=6kg,在车C的左端有一个质量mB=2kg的滑块B,滑块AB均可看作质点,滑块AB

碰撞后粘合一起共同运动,最终没有从车C上滑出,已知滑块AB与车C的动摩擦因数均

,车C与水平地面的摩擦忽略不计.取g= 10m/s2.求:

(1)滑块A滑到圆弧面末端时的速度大小.

(2)滑块AB碰撞后瞬间的共同速度的大小.

(3)车C的最短长度.

 


解:(1)设滑块A滑到圆弧未端时的速度大小为v1,由机械能守恒定律有

……①  (4分)

代入数据解得……② (2分)

(2)设AB碰后瞬间的共同速度为v2,滑块AB碰撞瞬间与车C无关,滑块AB组成的系统动量守恒

……③ (4分)

代入数据解得……④  (2分)

(3)设车C的最短长度为L,滑块AB最终没有从车C上滑出,三者最终速度相同设为v3

根据动量守恒定律有

……⑤  (4分)

根据能量守恒定律有

……⑥  (4分)

联立⑤⑥式代入数据解得m……⑦ (2分)

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