(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
◎ 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
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