如图所示,质量为2m的平板车静止在光滑水平面上.固定的光滑曲面高度为h,曲面下端与车的上表面平滑相接.一质量为m的滑块从

如图所示,质量为2m的平板车静止在光滑水平面上.固定的光滑曲面高度为h,曲面下端与车的上表面平滑相接.一质量为m的滑块从圆弧面顶端由静止下滑,然后滑上车且最终没有脱离车.已知滑块与车板间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g.求:

(1)滑块与车的共同速度的大小;
(2)滑块在车上相对于车滑行过程,滑块和车组成的系统克服摩擦力做功的平均功率.
烈炎ii 1年前 已收到1个回答 举报

tengjingni 幼苗

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解题思路:(1)由机械能守恒定律求出滑块的速度,由动量守恒定律可以求出车与滑块的速度;
(2)由能量守恒定律与牛顿第二定律、运动学公式、功率公式求出功率.

(1)滑块下滑过程,机械能守恒,由机械能守恒定律得:
mgh=
1
2m
ν20…①,
滑块滑上车之后,车与滑块组成的系统动量守恒,以滑块的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
0=(m+2m)νt …②,
解得,滑块与车的共同速度:νt=

2gh
3…③,
(2)滑块在车上滑行过程,由能量守恒定律得:
Wf=
1
2m
ν20-
1
2(m+2m)
ν2t… ④,
对车,由牛顿定律得:μmg=2ma…⑤,
由速度公式得:νt=at…⑥,
克服摩擦力做功的平均功率:P=
Wf
t… ⑦,
解得:P=
μmg
2gh
2…⑧;
答:(1)滑块与车的共同速度为

2gh
3;
(2)滑块在车上相对于车滑行过程,滑块和车组成的系统克服摩擦力做功的平均功率为
μmg
2gh
2.

点评:
本题考点: 动量守恒定律;机械能守恒定律.

考点点评: 本题考查了求车的速度、摩擦力的瞬时功率,应用机械能守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律、牛顿第二定律、功率公式即可正确解题.

1年前

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