如图所示,AB为半径R=0.8m的14光滑圆弧轨道,下端B恰好与小车右端平滑对接,小车质量M=3kg,车长L=2.06m,现有一质量m=1kg的滑块,由轨道顶端无初速释放,滑到B端后冲上小
◎ 题目
如图所示,AB为半径R=0.8m的
(1)滑块刚到达B端瞬间,轨道对它支持力的大小; (2)车被锁定时,车右端距轨道B端的距离; (3)从车开始运动到被锁定的过程中,滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小. |
◎ 答案
(1)滑块从光滑圆弧轨道过程,根据机械能守恒定律得 mgR=
滑块经过B端时,由牛顿第二定律得:N-mg=m
N=mg+m
(2)当滑块滑上小车后,由牛顿第二定律,对滑块有: -μmg=ma1 得:a1=-μg=-0.3×10m/s2=-3m/s2 对小车有:μmg=Ma2 得:a2=
设经时间t两者达到共同速度,则有:v+a1t=a2t 联立解得:t=
由于1s<1.5s,此时小车还未被锁定,两者的共同速度:v′=a2t=1m/s,两者以共同速度运动时间为t′=0.5s. 故车被锁定时,车右端距轨道B端的距离:S=
(3)从车开始运动到被锁定的过程中,滑块相对小车滑动的距离 △S=
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