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

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 机械能守恒定律/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 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BA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。

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