【2012合肥三模】(2012?合肥三模)如图所示为过山车简易模型,它是由...

发布时间:2021-04-01 22:35:01

(2012?合肥三模)如图所示为过山车简易模型,它是由光滑水平轨道和竖直面内的光滑圆轨道组成,Q点 为圆形轨道最低点,M点为最高点,圆形轨道半径R=0.32m.水平轨道PN右侧的水平 地面上,并排放置两块长木板c、d,两木板间相互接触但不粘连,长木板上表面与水平轨 道PN平齐,木板c质量m3=2.2kg,长L=4m,木板d质量m4=4.4kg.质量m2=3.3kg 的小滑块b放置在轨道QN上,另一质量m1=1.3kg的小滑块a从P点以水平速度v0向 右运动,沿圆形轨道运动一周后进入水平轨道与小滑块b发生碰撞,碰撞时间极短且碰 撞过程中无机械能损失.碰后a沿原路返回到M点时,对轨道压力恰好为0.已知小滑 块b与两块长木板间动摩擦因数均为μ0=0.16,重力加速度g=10m/s2.
(1)求小滑块a与小滑块b碰撞后,a和b的速度大小v1和v2;
(2)若碰后滑块b在木板c、d上滑动时,木板c、d均静止不动,c、d与地面间的动摩擦因 数μ至少多大?(木板c、d与地面间的动摩擦因数相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦 力)
(3)若不计木板c,d与地面间的摩擦,碰后滑块b最终恰好没有离开木板d,求滑块b在 木板c上滑行的时间及木板d的长度. 物理

网友回答

【答案】 (1)小滑块a在M点,由牛顿第二定律得:m1g=m1v2
【问题解析】
(1)a恰好通过M对轨道没有压力,重力提供a做圆周运动的向心力,由牛顿第二定律可以求出a的速度,a与b碰撞过程中系统动量守恒、机械能守恒,a碰后返回到圆轨道最高点过程中,机械能守恒,由动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出碰后a、b的速度.(2)当b与c上表面的滑动摩擦力小于等于c、d与地面间的摩擦力时,c、d不动.(3)b做匀减速运动,c、d做匀加速运动,由牛顿第二定律与运动学公式可以求出b的滑行时间与木板长度. 名师点评 本题考点 动量守恒定律;牛顿第二定律;向心力;机械能守恒定律. 考点点评 本题涉及到四个物体,多个运动过程,属于多体多过程问题,难度较大,是一道难题;分析清楚物体运动过程是正确解题的前提与关键.
【本题考点】
动量守恒定律;牛顿第二定律;向心力;机械能守恒定律. 考点点评 本题涉及到四个物体,多个运动过程,属于多体多过程问题,难度较大,是一道难题;分析清楚物体运动过程是正确解题的前提与关键.
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