(2010•汕头一模)如图所示,在倾角θ=30°的斜面上放置一段凹槽B,B与斜面间的动摩擦因数μ=36,槽内靠近右侧壁处

(2010•汕头一模)如图所示,在倾角θ=30°的斜面上放置一段凹槽B,B与斜面间的动摩擦因数μ=
3
6
,槽内靠近右侧壁处有一小球A,它到凹槽内左壁侧的距离d=0.10m.A、B的质量都为m=2.0kg,B与斜面间的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,不计A、B之间的摩擦,斜面足够长.现同时由静止释放A、B,经过一段时间,A与B的侧壁发生碰撞,碰撞过程不损失机械能,碰撞时间极短.取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)A与B的左侧壁第一次发生碰撞后瞬间A、B的速度.
(2)在A与B的左侧壁发生第一次碰撞后到第二次碰撞前的这段时间内,A与B的左侧壁的距离最大可达到多少?
maoya_2001 1年前 已收到1个回答 举报

whs151888 幼苗

共回答了26个问题采纳率:84.6% 举报

解题思路:(1)由静止释放A、B,A在凹槽内,B受到的滑动摩擦力f=μ•2mgcosθ,B所受重力沿斜面的分力G1=mgsinθ,由计算得到f=G1,说明B仍保持静止,A做匀加速运动,牛顿定律和运动学规律求出A与B碰撞前的速度大小.A与B的侧壁发生碰撞,碰撞过程不损失机械能,碰撞时间极短,动量和机械能均守恒,可求出A与B的左侧壁第一次发生碰撞后瞬间A、B的速度.
(2)A、B第一次碰撞后,B做匀速运动,A做匀加速运动,加速度不变,当A的速度与B相等,A与B的左侧壁距离达到最大.由位移公式和速度求出最大距离.

(1)A在凹槽内,B受到的滑动摩擦力 f=μ•2mgcosθ=10N
B所受重力沿斜面的分力 G1=mgsinθ=10N
因为G1=f,所以B受力平衡,释放后B保持静止
释放A后,A做匀加速运动,由牛顿定律和运动学规律得
mgsinθ=ma1

v21=2a1d
解得A的加速度和碰撞前的速度分别为 a1=5m/s2,v1=1.0m/s2
A、B发生碰撞,动量守恒 mv1=mv1′+mv2′⑥碰撞过程不损失机械能,得 [1/2
mv21]=[1/2m
v′21]+[1/2m
v′22] ⑦
解得第一次发生碰撞后瞬间A、B的速度分别为
v1′=0,v2′=1.0 m/s(方向沿斜面向下) ⑧
(2)A、B第一次碰撞后,B做匀速运动,A做匀加速运动,加速度仍为a1
s1′=
1
2a1t2,vA=a1t
经过时间t1,A的速度与B相等,A与B的左侧壁距离达到最大,即
a1t1=v2
又s=s2′-s1
代入数据解得A与B左侧壁的距离
s=0.10m
因为s=d,A恰好运动到B的右侧壁,而且速度相等,所以A与B的右侧壁恰好接触但没有发生碰撞.因此A与B的左侧壁的距离最大可达到0.10m.
答:
(1)A与B的左侧壁第一次发生碰撞后瞬间A、B的速度分别是0和1.0m/s.
(2)在A与B的左侧壁发生第一次碰撞后到第二次碰撞前的这段时间内,A与B的左侧壁的距离最大可达到0.10m.

点评:
本题考点: 共点力平衡的条件及其应用;匀变速直线运动的速度与位移的关系;力的合成与分解的运用;牛顿第二定律.

考点点评: 本题是复杂的力学综合题,分析运动情况,把握每个过程的物理规律是关键.对于A、B的碰撞过程,属于弹性碰撞过程,两者质量相等,交换速度.

1年前

2
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 17 q. 0.521 s. - webmaster@yulucn.com