(2014•江西二模)如图所示,光滑的[1/4]圆弧AB(质量可忽略)固定在甲车的左端,其半径R=1m.质量均为M=3k

(2014•江西二模)如图所示,光滑的[1/4]圆弧AB(质量可忽略)固定在甲车的左端,其半径R=1m.质量均为M=3kg的甲、乙两辆小车静止于光滑水平面上,两车之间通过一感应开关相连(当滑块滑过感应开关时,两车自动分离).其中甲车上表面光滑,乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数μ=0.4.将质量为m=2kg的滑块P(可视为质点)从A处由静止释放,滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车.求:
(i)滑块P刚滑上乙车时的速度大小;
(ii)滑块P在乙车上滑行的距离为多大?
m27243 1年前 已收到1个回答 举报

ljheipkj 幼苗

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解题思路:1、滑块P(可视为质点)从A处由静止释放,滑块、甲、乙两辆小车组成系统,根据系统水平方向动量守恒列出等式,根据能量守恒列出等式联立求解.2、滑块P滑上乙车后,对滑块P和乙车组成系统应用动量守恒和能量守恒列出等式联立求解.

(i)设滑块P刚滑上乙车时的速度为v1,此时两车的速度为v2,滑块、甲、乙两辆小车组成系统,规定向右为正方向,根据系统水平方向动量守恒列出等式:
mv1-2Mv2=0
对整体应用能量守恒有:
mgR=[1/2]m
v21+[1/2]×2M
v22
解得:v1=
15m/s,v2=

15
3m/s
(ii)设滑块P和小车乙达到的共同速度为v,滑块P在乙车上滑行的距离为L,
规定向右为正方向,对滑块P和小车乙应用动量守恒有:
mv1-Mv2=(m+M)v
对滑块P和小车乙应用能量守恒有:
μmgL=[1/2]m
v21+[1/2]M
v22-[1/2](M+m)v2
解得:L=2m
答:(i)滑块P刚滑上乙车时的速度大小
15m/s;
(ii)滑块P在乙车上滑行的距离为2m.

点评:
本题考点: 动量守恒定律;机械能守恒定律.

考点点评: 正确分析物体的运动过程,把握每个过程所遵守的物理规律是解题的关键,结合动量守恒定律和能量守恒定律进行求解.动量守恒定律解题时应注意其矢量性.

1年前

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