(20分)如图所示,光滑斜面OP与水平面的夹角=37°。一轻弹簧下端固定在斜面底端O点,上端与可视为质点的滑块B固定连接,弹簧劲度系数K=100N/m。B开始静止时与斜面顶端P之间的距

◎ 题目

(20分)如图所示,光滑斜面OP与水平面的夹角=37°。一轻弹簧下端固定在斜面底端O点,上端与可视为质点的滑块B固定连接,弹簧劲度系数K=100N/m。B开始静止时与斜面顶端P之间的距离L=0.99m,弹簧具有的弹性势能Epo=0.72J。将一个可视为质点的小球爿从某处以初速度V0=1.92m/s水平抛出,小球运动到P点时恰好沿斜面下滑。已知小球A的质量m1=1.00kg,滑块B的质量m2=2.00kg,A与B发生碰撞后具有相同速度但不粘连(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:

(1)小球抛出点距离斜面顶端的高度h;
(2)小球与滑块碰撞时,小球与滑块系统损失的机械能;
(3)在A与B碰撞以后的运动过程中,A与B分离时的速度为多大,并通过计算判断A、B能否再次发生碰撞。

◎ 答案

(1)0.103m   (2) 5.88J    (3) 1.0m/s 会与滑块B发生碰撞

◎ 解析


试题分析:(1)小球从A到B做平抛运动,且运动到P点时刚好不与斜面发生碰撞,
设小球运动到P点时速度为vp

解得:vp=2.4m/s,h=0.103m
(2)小球沿斜面运动即将与B碰撞时速度设为v1,根据动能定理:
,解得:v1=4.2m/s
A、B碰撞后的速度设为v2,根据动量守恒定律:
V2=1.4m/s
损失能量:=5.88J
(3)开始时,设弹簧被压缩x1,对B受力分析,可得:
解得:x1=0.12m,当弹簧回复原长时,A、B分离,
设即将分离时A、B的速度为v3,从A、B碰后到A、B即将分离,根据动能定理:

解得:v3=1.0m/s
设此后小球A继续沿斜面向上滑动的最大距离为x2.
加速度
解得:x2=0.083m
由于x2+x3=0.203m<L
所以小球不会离开斜面,还会与滑块B发生碰撞。

◎ 知识点

    专家分析,试题“(20分)如图所示,光滑斜面OP与水平面的夹角=37°。一轻弹簧下端固定在斜面底端O点,上端与可视为质点的滑块B固定连接,弹簧劲度系数K=100N/m。B开始静止时与斜面顶端P之间的距…”主要考查了你对  【弹力的产生、方向和种类】,【弹力的大小、胡克定律】  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。

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