如图所示,内壁光滑的木槽质量为mA=m,内直径为2L,置于水平桌面上,槽与桌面间的动摩擦因数为μ.槽内有两个小球B、C,它们的质量分别是mB=m,mC=2m.现用两球

发布时间:2020-08-07 10:36:28

如图所示,内壁光滑的木槽质量为mA=m,内直径为2L,置于水平桌面上,槽与桌面间的动摩擦因数为μ.槽内有两个小球B、C,它们的质量分别是mB=m,mC=2m.现用两球将很短的轻弹簧压紧(球与弹簧不连接),且B球到木槽左端、C球到木槽右端的距离均为L,这时弹簧的弹性势能为EP=μmgL.同时释放B、C球,并假设小球与槽碰撞后不分离,碰撞时间不计.求:
(1)第1个小球与槽碰撞后的共同速度?
(2)第2个小球与槽碰撞后的共同速度?
(3)整个运动过程中,桌面与槽摩擦产生的热量?

网友回答

解:(1)释放瞬间:mBvB=mCvC???????
EP=
解得:

物体B经时间t1=先与木槽A相撞????
有:mBvB=(mA+mB)v1共
解得:v1共=
小球与槽碰撞后的共同速度为;
(2)木槽A与B球相撞后,一起向左匀减速运动,加速度
木槽A和球B相撞后速度减为0的时间
在(t1+t2)这段时间内,物体C和槽移动的距离之和为:<L所以在C?与A相撞前A已停止运动
再经过一段时间,球C和木槽相撞,有:mCvC=(mA+mB+mC)v2共
解得v2共=,方向水平向左.
小球与槽碰撞后的共同速度为,方向水平向左;
(3)第一次相撞后A与B的总动能全都转化为为摩擦热
第二次相撞后系统的总动能全都转化为为摩擦热
整个过程中桌面和木槽因摩擦而产生的热量为
桌面与槽摩擦产生热量为.
解析分析:(1)分别对BC和AB为研究对象,由动量守恒及机械能守恒可求得第1个小球一槽碰撞后的共同速度;
(2)AB相撞后,一起向左做匀减速运动,由牛顿第二定律可求得共同的加速度;由运动学公式可求得运动时间,则可判断C与相撞是A是否停止,再由动量守恒可求得共同速度;
(3)物体之间的相互摩擦产生热量,由功能关系即可求出产生的总热量;

点评:木题考查动量守恒定律及功能关系的综合应用,在解题时要注意各过程中守恒的量,从而得出守恒关系进行解题.
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