(2011•广安二模)如图所示,倾角为37°的足够大斜面以直线MN为界由两部分组成,MN垂直于斜面水平底边PQ且其左边光

(2011•广安二模)如图所示,倾角为37°的足够大斜面以直线MN为界由两部分组成,MN垂直于斜面水平底边PQ且其左边光滑右边粗糙,斜面上固定一个既垂直于斜面又垂直于MN的粗糙挡板.质量为m1=3kg的小物块A置于挡板与斜面间,A与挡板间的动摩擦因数为μ1=0.1.质量为m2=1kg的小物块B用不可伸长的细线悬挂在界线MN上的O点,细线长为l=0.5m,此时,细线恰好处于伸直状态.A、B可视为质点且与斜面粗糙部分的动摩擦因数均为μ2=0.3,它们的水平距离S=7.5m.现A以水平初速v0=5m/s向右滑动并恰能与B发生弹性正撞.g=10m/s2.求:
(1)A碰撞前向右滑动时受到的摩擦力;
(2)碰后A滑行的位移;
(3)B沿斜面做圆周运动到最高点的速度.
wangkan888 1年前 已收到1个回答 举报

qdsummer 幼苗

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解题思路:(1)A碰撞前向右滑动时对挡板的压力等于m1gsin37°,由滑动摩擦力公式求解摩擦力.
(2)A碰撞前向右滑动时摩擦力做负功-μ1m1gsin37°s,根据动能定理求出A滑到B处的速度.A与B发生弹性正撞,根据动量守恒和动能守恒分别列方程求出碰撞后两者的速度.碰后,A受到挡板和斜面两个滑动摩擦力,均做负功,再由动能定理求出碰后A滑行的位移.
(3)碰后B绕O点做圆周运动,重力做负功为-m2gsin37°•2l,摩擦力做功为-μ2m2gcos37°•πl,根据动能定理求解B沿斜面做圆周运动到最高点的速度.

(1)分析物块A的受力得:f=μ1m1gsin37°=0.1×3×10×0.6=1.8(N)
(2)设A运动至与B相碰前速度为 v1,由动能定理得:
−μ1m1gsin370•s=
1
2m1
v21−
1
2m1
v20
解得:v1=4m/s
A和B发生弹性正碰,由动量守恒和能量守恒得:
m1v1=m1v'1+m2v2
[1/2m1
v21=
1
2m1v
′21+
1
2m2
v22]
解得:v'1=2m/s v2=6m/s
设A滑行的位移为s1,由动能定理得:
−(μ2m1gcos37°+μ1m1gsin37°)s1=0−
1
2m1v
′21
解得:s1=
2
3m≈0.67m
(3)设B做圆周运动到最高点的速度为v3
由动能定理得:−μ2m2gcos37°πl−m2gsin37°•2l=
1
2m2
v23−
1
2m2
v22
代入解得 v3≈4.1m/s

答:
(1)A碰撞前向右滑动时受到的摩擦力1.8N;
(2)碰后A滑行的位移为0.67m;
(3)B沿斜面做圆周运动到最高点的速度为4.1m/s.

点评:
本题考点: 动能定理的应用;牛顿第二定律;动量守恒定律.

考点点评: 本题综合了力平衡、动能定理、动量守恒、机械能守恒等多个知识点,难度较大.容易出错的是碰后A所受的摩擦力及摩擦力对B做的功.

1年前

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