题目内容
如图所示,一个质量为m的木块,从半径为R、质量为M的1/4光滑圆槽顶端由静止滑下。在槽被固定和可沿着光滑平面自由滑动两种情况下,木块从槽口滑出时的速度大小之比为多少?
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圆槽固定时,木块下滑过程中只有重力做功,木块的机械能守恒。木块在最高处的势能全部转化为滑出槽口时的动能。由: ![]()
木块滑出槽口时的速度:![]()
圆槽可动时,当木块开始下滑到脱离槽口的过程中,对木块和槽所组成的系统,水平方向不受外力,水平方向动量守恒。
设木块滑出槽口时的速度为
,槽的速度为u,则:
③
又木块下滑时,只有重力做功,机械能守恒,木块在最高处的势能转化为木块滑出槽口时的动能和圆槽的动能,即: ![]()
联立③④两式解得木块滑出槽口的速度: ![]()
两种情况下滑出槽口的速度之比: ![]()
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