(20分)如图所示,竖直放置的圆弧轨道和水平轨道两部分相连.水平轨道的右侧有一质量为2m的滑块C与轻质弹簧的一端相连,弹簧的另一端固定在竖直的墙M上,弹簧处于原长时,滑块
◎ 题目
(20分)如图所示,竖直放置的圆弧轨道和水平轨道两部分相连.水平轨道的右侧有一质量为 2 m的滑块C与轻质弹簧的一端相连,弹簧的另一端固定在竖直的墙M上,弹簧处于原长时,滑块C静止在P点处;在水平轨道上方O处,用长为L的细线悬挂一质量为m的小球B,B球恰好与水平轨道相切,并可绕O点在竖直平面内摆动。质量为m的滑块A由圆弧轨道上静止释放,进入水平轨道与小球B发生弹性碰撞.P点左方的轨道光滑、右方粗糙,滑块A、C与PM段的动摩擦因数均为=0.5,A、B、C均可视为质点,重力加速度为g. (1)求滑块A 从2L高度处由静止开始下滑,与B碰后瞬间B的速度。 (2)若滑块A能以与球B 碰前瞬间相同的速度与滑块C相碰,A至少要从距水平轨道多高的地方开始释放? (3)在(2)中算出的最小值高度处由静止释放A,经一段时间A与C相碰,设碰撞时间极短,碰后一起压缩弹簧,弹簧最大压缩量为L,求弹簧的最大弹性势能。 |
◎ 答案
(1)2 (2)H (3) |
◎ 解析
(1)对A,由机械能守恒得:mg2L= ------2分
v0=2 -------1分 A与B碰 -------2分 -------2分 速度交换,vB= v0 =2 ------1分 (2)要使滑块A能以与B碰前瞬间相同的速度与C碰撞,必须使小球B受A撞击后在竖直平面内完成一个完整的圆周运动后从左方撞击A,使A继续向右运动。 设A从距水平面高为H的地方释放,与B碰前的速度为v0 对A,由机械能守恒得: ----- 2 分 设小球B通过最高点的速度为vB,则它通过最高点的条件是: ------- 2 分 小球B 从最低点到最高点的过程机械能守恒: -------- 2 分 解得: H -------- 1分 (3)从这个高度下滑的A与C碰撞前瞬间速度: ----- 2 分 设A与C碰后瞬间的共同速度为v,由动量守恒: -------- 2 分 A、C一起压缩弹簧,由能量守恒定律。有: -------2分 解得: -- ----1分
上一篇:如图甲所示,光滑水平面上停放着一辆表面粗糙的平板车,质量为M。与平板车上表面等高的平台上有一质量为m的滑块以水平初速度v0向着平板车滑来,从滑块刚滑上平板车开始计时,
下一篇:如下图所示为气垫导轨。导轨上的两滑块质量相等,两滑块上的挡光片宽度相同。现将气垫导轨水平放置做“验证动量守恒定律”实验。实验中用滑块甲撞击静止在导轨上的滑块乙,碰撞
零零教育社区:论坛热帖子
|