(2014•天津二模)质量为M=6kg的木板B静止于光滑水平面上,物块A质量为m=3kg,停在B的左端.质量为m0=1k

(2014•天津二模)质量为M=6kg的木板B静止于光滑水平面上,物块A质量为m=3kg,停在B的左端.质量为m0=1kg的小球用长为R=0.8m的轻绳悬挂在固定点O上,将轻绳拉着至水平位置后,由静止释放小球,小球在最低点与A发生碰撞,碰撞时间极短且无机械能损失,物块与小球可视为质点,不计空气阻力.已知A、B间的动摩擦因数μ=0.1,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)小球与A碰撞前的瞬间,绳子对小球的拉力F的大小;
(2)为使A、B达到共同速度前A不滑离木板,木板长L至少多长.
yangh7 1年前 已收到1个回答 举报

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解题思路:(1)由动能定理求出小球的速度,与牛顿第二定律求出拉力大小;
(2)A在B上运动过程系统动量守恒,能量守恒,由动量守恒定律与能量守恒定律可以求出木板长度.

(1)小球向下摆动过程,由动能定理得:m0gR=[1/2]m0v2
小球到达最低点时,由牛顿第二定律得:F-m0g=m0
v2
R,
解得:F=30N;
(2)小球与A碰撞过程系统动量守恒,以小球的初速度方向为正方向,
由动量守恒定律得:m0v=m0v1+mv2
由机械能守恒定律得:[1/2]m0v2=[1/2]m0v12+[1/2]mv22
解得:v2=2m/s,
物块A与木板B达到共同速度过程中,系统动量守恒,
以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:mv2=(M+m)v3
由能量守恒定律得:μmgL=[1/2]mv22-[1/2](M+m)v32
解得:L=[4/3]m;
答:(1)小球与A碰撞前的瞬间,绳子对小球的拉力F的大小为30N;
(2)为使A、B达到共同速度前A不滑离木板,木板长至少为[4/3]m.

点评:
本题考点: 动量守恒定律;动能定理.

考点点评: 本题考查了求拉力、木板长度问题,分析清楚物体运动过程,应用动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律即可正确解题,解题时要注意准确选择研究过程,注意正方向的选择.

1年前

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