(18分)如图所示,固定在地面上的光滑圆弧面底端与车C的上表面平滑相接,在圆弧面上有一滑块A,其质量mA=2kg,在距车的水平面高h=1.25m处由静止下滑,车C的质量为mC=6kg.在车

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 重力势能/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(18分)如图所示,固定在地面上的光滑圆弧面底端与车C的上表面平滑相接,在圆弧面上有一滑块A,其质量mA=2kg,在距车的水平面高h=1.25m处由静止下滑,车C的质量为mC=6kg.在车C的左端有一质量mB=2kg的滑块B,滑块B与A均可视作质点,滑块A与B碰撞后立即粘合在一起共同运动,最终没有从车C上滑落.已知滑块A、B与车C的动摩擦因数均为μ=0.5,车C与水平面间的摩擦忽略不计,取g=10m/s2.求:

(1)滑块A滑到圆弧面底端时的速度大小;
(2)滑块A与B碰撞后瞬间的共同速度大小;
(3)车C的最短长度.

◎ 答案

(1)5(m/s)(2)2.5(m/s)(3)L="0.375(m)"

◎ 解析

(1)设滑块A滑到圆弧末端时的速度大小为v1,由机械能守恒定律有:
mAgh=mAv12  ①(3分)
代入数据,由①式解得:v1="5(m/s)" (2分)
(2)设A、B碰撞后瞬间的共同速度为v2,滑块A与B组成的系统动量守恒,由动量守恒定律可得:
mAv1=(mA+mB)v2  ②(3分)
代入数据,由②式解得:v2="2.5(m/s)" (2分)
(3)设车C的最短长度为L,滑块A与B最终没有从车C上滑出,三者的最终速度相同,设其共同速度为v3,根据动量守恒和能量守恒定律可得:
(mA+mB)v2 =(mA+mB+mC)v3 ③(3分)
μ(mA+mB)gL=(mA+mB)v22-(mA+mB+mC)v32  ④(3分)
联立③④式可解得:L="0.375(m)" (2分)
本题考查机械能守恒和动量守恒定律的应用,A由最高点滑到最低点过程中只有重力做功,机械能守恒,A、B碰撞瞬间,小车不参与碰撞,以A、B为系统动量守恒,求得碰后速度,AB结合为一个整体,当与C相对静止时系统速度相同,且减小的动能完全用于克服摩擦力做功,由能量守恒定律可求解

◎ 知识点

    专家分析,试题“(18分)如图所示,固定在地面上的光滑圆弧面底端与车C的上表面平滑相接,在圆弧面上有一滑块A,其质量mA=2kg,在距车的水平面高h=1.25m处由静止下滑,车C的质量为mC=6kg.在车…”主要考查了你对  【重力势能】  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。

  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐