启动盘 幼苗
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以A为研究对象,由牛顿第二定律有:a1=μg=2 m/s2
以B为研究对象,由牛顿第二定律有:a2=[F−μmg/M]=4m/s2
设撤去推力时A向右速度为v1,对地位移为s1,相对于B向左滑动△s1,则有:
v1=a1t=2m/s s1=[1/2]a1t2=1m
设撤去推力时B向右速度为v2,B对地位移为s2,则:
v2=[1/2]a2t=4m/s
s2=a2t2=2 m
△s1=s2-s1=1 m
撒去F后,A向右加速,B向右减速;
设B前进s3,尚未与墙壁相碰,两者达到共同速度v3,此时A相对B又向左滑动△s2,由系统动量守恒定律:
mv1+Mv2=(m+M)v3
以B为研究对象,由动能定理:
-μmgs3=[1/2M
v23−
1
2M
v22]
由系统功能关系:
μmg△s2=[1/2M
v21+
1
2M
v22−
1
2(m+M)
v23]
解得:
s3=3.04 m
△s2=0.8 m
因s2+s3<s,故当两者达到共同速度时,B尚未与墙壁碰撞.B与墙壁发生弹性碰撞后,设A、B再次达到共同速度v4时,A尚未滑离B,A相对于B向右滑动△s3,由系统动量守恒定律:
Mv3-mv3=(M+m)v4
由系统功能关系:
μmg△s3=[1/2(M+m)
v23−
1
2(M+m)
v24]
由上面两式求得△s3=10.4 m
因△s3>△s1+△s2+[L/2]=3.8 m,故在两者达到共同速度前,A已经从B右端滑出,故A在B上滑动的整个过程中,A、B系统因摩擦产生内能增量为:
△E=μmg[2(△s1+△s2)+[L/2]]=11.2J
答:A在B上滑动的整个过程中,A,B系统因摩擦产生的内能增量为11.2J.
点评:
本题考点: 动能定理的应用;匀变速直线运动的位移与时间的关系;牛顿第二定律.
考点点评: 本题是一道高三后期的压轴题,关键理清两个物体的运动规律,中间分过程多次运用牛顿第二定律、运动学公式、功能关系、动量守恒定律列式求解.
1年前
你能帮帮他们吗