题目内容

如图,半径R=0.8m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置,圆弧最低点D与长为L=6m的水平面相切于D点,质量M=1.0kg的小滑块A从圆弧顶点C由静止释放,到达最低点后,与D点右侧m=0.5kg的静止物块B相碰,碰后A的速度变为vA=2.0m/s,仍向右运动。已知两物块与水平面的动摩擦因素均为μ=0.1,若B与E处的竖直挡板相碰没有机械能损失,取g=10m/s2,求:

(1)滑块A刚到达圆弧的最低点D时对圆弧的压力

(2)滑块B被碰后瞬间的速度

(3)讨论两滑块是否能发生第二次碰撞

(1)设小滑块运动到D点的速度为 v,由机械能守恒定律有:

      MgRMv2          ①     (2分)

   由牛顿第二定律有

F - MgM    ②    (2分)

      联立①②解得小滑块在D点所受支持力F=30 N    ③      (1分)

      由牛顿第三定律有,小滑块在D点时对圆弧的压力为30N    ④      (1分)

(2) 设B滑块被碰后的速度为vB,由动量守恒定律:

     M vMvA+m vB   ⑤       (3分)

 解得小滑块在D点右侧碰后的速度

 vB 4 m/s        ⑥      (1分)

(3)  讨论:由于B物块的速度较大,如果它们能再次相碰一定发生在B从竖直挡板弹回后,假设两物块能运动到最后停止,达到最大的路程,则

对于A物块     ⑦    (2分)

解得  SA=2 m    ⑧    (1分)

对于B物块,由于B与竖直挡板的碰撞无机械能损失,则

   ⑨    (2分)

解得  SB=8 m     ⑩(即从E点返回2 m)   (1分)

由于SA+ SB=10 m<2×6=12 m  故它们停止运动时仍相距2 m,不能发生第二次碰撞.(2分)

(其它讨论方式若正确,可参照给分)

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网