题目内容

如图所示,光滑水平面上放置质量均为M=2kg,长度均为L=1m的甲、乙两辆平顶小车,两车之间通过一感应开关相连(当滑块滑过感应开关时,两车自动分离),甲车上表面光滑,乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数µ=0.3,两车上表面离地高度均为h=5cm,一根通过细线栓着且被压缩的轻弹簧固定在甲车的左端,质量为m=1kg的滑块P(可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连,乙车右端有一弹性挡板(与滑块碰撞时无机械能损失)。此时弹簧的弹性势能E0=10J,弹簧原长小于甲车长度,整个系统处于静止状态。现剪断细线,。

⑴求滑块P滑上乙车前的瞬时速度的大小;

⑵求滑块P与挡板接触瞬间的速度大小;

⑶试判断滑块最后能否相对乙车静止,若能,求滑块相对乙车静止时离乙车左端的距离;若不能,求滑块落地时离乙车左端的水平距离。(g=10m/s2,=5.3)

(1)弹簧伸长过程中,滑块分甲乙两车构成系统动量守恒能量守恒

……………………①

………②

①②解得V1=4m/s   V2=1m/s

(2)P滑上乙车后,P与乙车动量守恒,有机械能转化为内能

……………………………………③

…………④

③④解得

(3)假设P与乙车能相对静止

    

故P未与乙车相对静止.

设P与乙分离时速度分别为、,则

…………⑤

…………⑥

⑤⑥解得      

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