如图12所示,在距水平地面高为h处有一半径为R的1/4圆弧轨道,圆弧轨道位于竖直平面内,轨道光滑且末端水平,在轨道的末端静置一质量为m的小滑块A。现使另一质量为m的小滑块B
◎ 题目
如图12所示,在距水平地面高为h处有一半径为R的1/4圆弧轨道,圆弧轨道位于竖直平面内,轨道光滑且末端水平,在轨道的末端静置一质量为m的小滑块A。现使另一质量为m的小滑块B从轨道的最高点由静止释放,并在轨道的最低点与滑块A发生碰撞,碰后粘合为一个小滑块C。已知重力加速度为g。求: (1)滑块C对轨道末端的压力大小。 (2)滑块C在水平地面上的落地点与轨道末端的水平距离。 |
◎ 答案
(1) 3mg (2) |
◎ 解析
(1)滑块B沿轨道下滑过程中,机械能守恒,设滑块B与A碰撞前瞬间的速度为v1,则 mgR=。…………1分 滑块B与滑块A碰撞过程沿水平方向动量守恒,设碰撞后的速度为v2,则 mv1=2mv2 。 …………1分 设碰撞后滑块C受到轨道的支持力为N,根据牛顿第二定律,对滑块C在轨道最低点有 N-2mg=2mv/R ,…………1分 联立各式可解得, N=3mg。 …………1分 根据牛顿第三定律可知,滑块C对轨道末端的压力大小为N′=3mg。…………1分 (2)滑块C离开轨道末端做平抛运动,设运动时间t,根据自由落体公式, h=gt2 。…………1分 滑块C落地点与轨道末端的水平距离为s=v2t ,…………1分 联立以上各式解得s=。 …………1分 |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图12所示,在距水平地面高为h处有一半径为R的1/4圆弧轨道,圆弧轨道位于竖直平面内,轨道光滑且末端水平,在轨道的末端静置一质量为m的小滑块A。现使另一质量为m的小滑块B…”主要考查了你对 【机械能守恒定律】 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。- 最新内容
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