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如图所示,水平地面上OP段是粗糙的,OP长为L=1.6m,滑块A、B与该段的动摩擦因数都为μ=0.5,水平地面的其余部分是光滑的.滑块B静止在O点,其质量mB=2kg.滑块A在O点左侧以v0
网友投稿 2022-11-05 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示,水平地面上OP段是粗糙的,OP长为L=1.6m,滑块A、B与该段的动摩擦因数都为μ=0.5,水平地面的其余部分是光滑的.滑块B静止在O点,其质量m
B
=2kg.滑块A在O点左侧以v
0
=5m/s的水平初速度向右运动,并与B发生碰撞.A的质量是B的K(K取正整数)倍,滑块均可视为质点,取g=10m/s
2
.
(1)若滑块A与B发生完全非弹性碰撞,求A、B碰撞过程中损失的机械能;
(2)若滑块A、B构成的系统在碰撞过程中没有机械能损失,试讨论K在不同取值范围时滑块A克服摩擦力所做的功.
◎ 答案
(1)设滑块A碰B后的共同速度为v,AB碰撞过程中损失的机械能为△E
由动量守恒定律有 m
A
v
0
=(m
A
+m
B
)v ①
由能量守恒定律有△E=
1
2
m
A
v
2
-
1
2
(m
A
+m
B
)v
2
②
联立①②式并代入数据解得
△E=
25K
K+1
J ③
(2)设碰撞后A、B速度分别为v
A
、v
B
,且设向右为正方向,由于弹性碰撞,则有:
m
A
v
0
=m
A
v
A
+m
B
v
B
④
1
2
m
A
v
0
2
=
1
2
m
A
v
2A
+
1
2
m
B
v
2B
⑤
联立④⑤式并代入数据解得
v
A
=
5(K-1)
K+1
m/s ⑥
v
B
=
10K
K+1
m/s ⑦
假设滑块A、B都能在OP段滑动,滑块A、B在OP段的加速度(a
A
=a
B
=μg)相等,由⑥⑦式知在任意时刻v
B
>v
A
,滑块A、B不会再一次发生碰撞.
由题知,当滑块A刚好能够到达P点有
1
2
m
A
v
2A
=μ
m
A
gL
⑧
代入数据解得K ⑨
讨论:
(1)当K=1 时,v
A
=0,滑块A停在O点,A克服摩擦力所做的功为W
fA
=0 ⑩
(2)当1<K≤9时,滑块A停在OP之间,A克服摩擦力所做的功为
W
fA
=
1
2
m
A
v
2A
=25K(
K-1
K+1
)
2
J (11)
(3)当K>9时,滑块A从OP段右侧离开,A克服摩擦力所做的功为W
fA
=μm
A
gL=16KJ (12)
答:
(1)若滑块A与B发生完全非弹性碰撞,A、B碰撞过程中损失的机械能为
25K
K+1
;
(2)若滑块A、B构成的系统在碰撞过程中没有机械能损失,滑块A克服摩擦力所做的功情况有:
(1)当K=1 时,v
A
=0,滑块A停在O点,A克服摩擦力所做的功为W
fA
=0
(2)当1<K≤9时,滑块A停在OP之间,A克服摩擦力所做的功为
W
fA
=
1
2
m
A
v
2A
=25K(
K-1
K+1
)
2
J
(3)当K>9时,滑块A从OP段右侧离开,A克服摩擦力所做的功为W
fA
=μm
A
gL=16KJ
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,水平地面上OP段是粗糙的,OP长为L=1.6m,滑块A、B与该段的动摩擦因数都为μ=0.5,水平地面的其余部分是光滑的.滑块B静止在O点,其质量mB=2kg.滑块A在O点左侧以v0…”主要考查了你对 【动能定理】,【机械能守恒定律】,【动量守恒定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/363781.html
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