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(1)小球向下滑动过程中,以小球、弧形轨道ABC和物块P组成的系统为研究对象,系统在水平方向不受外力,水平方向上系统动量守恒.
设小球第一次滑到B点时的速度为v1,轨道和P的速度为v2,取水平向左为正方向,由水平方向动量守恒有:
(m1+m2)v2+m3v1=0 ①
又由机械能守恒有:②
m3gR=[1/2]m3v
21+[1/2](m1+m2)v22,
联①②解得:v1=-2m/s方向向右,v2=1m/s,方向向左.
故小球第一次滑到B点时的速度v1=-2m/s,方向向右.
(2)物块经过B点后,物块P与轨道分离,小球与轨道水平方向动量守恒,且上升到最高点时,与轨道共速,设为v,有:
m1v2+m3v1=(m1+m3)v ③
解得:v=
m1v2+m3v1
m1+m3=
3×1+2×(−2)
3+2m/s=-0.2m/s 方向向右
由机械能守恒定律得:
[1/2]m3v
21+[1/2]m1v22=[1/2](m1+m3)v2+m3gh ④
解得:h=0.27m.
答:
(1)小球第一次滑到B点时的速度v1为-2m/s,方向向右.
(2)小球第一次经过B点后,相对B能上升的最大高度h为0.27m.
点评:
本题考点: 动量守恒定律.
考点点评: 本题考查了动量守恒与机械能守恒的综合应用,是一道全面考查基础知识的好题.
1年前
你能帮帮他们吗