如图所示,在光滑水平面上静止有质量均为M的滑槽A和木板B,木板B上表面粗糙,滑槽A上有光滑的[1/4]圆弧轨道,其圆弧轨

如图所示,在光滑水平面上静止有质量均为M的滑槽A和木板B,木板B上表面粗糙,滑槽A上有光滑的[1/4]圆弧轨道,其圆弧轨道O点切线水平且与木板B上表面相平,A、B靠在一起.一可视为质点的物块C,质量为m,且m=[M/2],从木板B的右端以初速度v0滑上木板.已知物块C与木板B的动摩擦因数为μ,第一次刚至O点时速度为
v0
2
,随后滑上滑槽A,A、B分离.求:
(1)物块C第一次刚至O点时木板B的速度v;
(2)木板的长度L;
(3)物块C第二次返回到O点时滑槽A的速度大小.
a341132 1年前 已收到1个回答 举报

99115464 幼苗

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解题思路:(1)对A、B、C组成的系统,由动量守恒定律可以求出AB的速度;
(2)由能量守恒定律可以求出木板的长度;
(3)由动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出A的速度.

(1)物块C第一次刚至O点时,设A、B共同速度为vAB.由A、B、C三者构成系统动量守恒,以C的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mv0=mvB+2MvAB
由题意可知:vB=
v0
2,m=
M
2,
解得:vAB=
v0
8;
(2)物块C运动到O点过程中,由能量守恒得:
[1/2m
v20−
1
2m
v2B−
1
2×2M
v2AB=μmgL,
解得:L=
11
v20
32μg];
(3)物块C第二次至O点时,设物块C与滑槽A的速度分别为v1、v2,滑槽A与物块C构成的系统动量守恒,机械能守恒,以C的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
m
v0
2+M
v0
8=mv1+Mv2,
由机械能守恒定律得:[1/2m(
v0
2)2+
1
2M(
v0
8)2=
1
2m
v21+
1
2M
v22],
解得:v1=0,v2=
3
8v0,
则滑块的速度为:v2=
3
8v0;
答:(1)物块C第一次刚至O点时木板B的速度为
v0
8;
(2)木板的长度为
11
v20
32μg;
(3)物块C第二次返回到O点时滑槽A的速度大小为
3v0
8.

点评:
本题考点: 动量守恒定律.

考点点评: 本题考查了求速度、木板长度问题,本题物体运动过程较复杂,分析清楚物体运动过程是正确解题的前提与关键,应用动量守恒定律、能量守恒定律即可正确解题.

1年前

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