如图所示,一个带有1/4圆弧的粗糙滑板A,总质量为mA=3kg,其圆弧部分与水平部分相切于P,水平部分PQ长为L=3.75m.开始时A静止在光滑水平面上,有一质量为mB=2kg的小木块B从滑
◎ 题目
如图所示,一个带有1/4圆弧的粗糙滑板A,总质量为mA=3kg,其圆弧部分与水平部分相切于P,水平部分PQ长为L=3.75m.开始时A静止在光滑水平面上,有一质量为mB=2kg的小木块B从滑板A的右端以水平初速度v0=5m/s滑上A,小木块B与滑板A之间的动摩擦因数为μ=0.15,小木块B滑到滑板A的左端并沿着圆弧部分上滑一段弧长后返回最终停止在滑板A上. (1)求A、B相对静止时的速度大小; (2)若B最终停在A的水平部分上的R点,P、R相距1m,求系统在该运动过程中产生的内能; (3)若圆弧部分光滑,且除v0不确定外其他条件不变,讨论小木块B在整个运动过程中,是否有可能在某段时间里相对地面向右运动?如不可能,说明理由;如可能,试求出B既能向右滑动、又不滑离木板A的v0取值范围.(取g=10m/s2,结果可以保留根号) |
◎ 答案
(1)小木块B从开始运动直到A、B相对静止的过程中,系统水平方向上动量守恒,有 mBv0=(mB+mA)v ① 解得v=
(2)由能量关系得到Q=
(3)设小木块B下滑到P点时速度为vB,同时A的速度为vA,由动量守恒和能量关系可以得到 mBv0=mBvB+mAvA ④
由⑥⑦两式可以得到5vB2-4v0vB-v02+0.9gL=0,得 vB=
化简后为v02>0.9gL ⑥ 若要求B最终不滑离A,由能量关系必有 μmBg?2L≥
化简得v02≤gL⑧ 故B既能对地向右滑动,又不滑离A的条件为 0.9gL<v0
上一篇:两个小球A和B用轻弹簧相连,在光滑的水平直轨道上处于静止状态.在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P,右边有一小球C沿轨道以速度v0射向B球,如图所示,C与B发生碰撞并立即结
下一篇:如图所示,质量均为m的两物体A.B分别与轻质弹簧的两端相连接,将它们静止放在地面上.一质量也为m的小物体C从距A物体h高处由静止开始下落.C与A相碰后立即粘在一起向下运动,以
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