如图,质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道,BC段是长为L的水平粗糙...
问题详情:
如图,质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道,BC段是长为L的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B点,一质量为m的滑块在小车上从A点静止开始沿轨道滑下,重力加速度为g。
(1)若固定小车,求滑块运动过程中对小车的最大压力;
(2)若不固定小车,滑块仍从A点由静止下滑,然后滑入BC轨道,最后从C点滑出小车,已知滑块质量,在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍,滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ,求:
滑块运动过程中,小车的最大速度vm;
滑块从B到C运动过程中,小车的位移大小s。
【回答】
试题分析:(1)由图知,滑块运动到B点时对小车的压力最大
从A到B,根据动能定理:
在B点:
联立解得: FN=3mg,根据牛顿第三定律得,滑块对小车的最大压力为3mg
(2)①若不固定小车, 滑块到达B点时,小车的速度最大
根据动量守恒可得:
从A到B,根据能量守恒:
联立解得:
②设滑块到C处时小车的速度为v,则滑块的速度为2v,根据能量守恒:
解得:
小车的加速度:
根据
解得:s=L/3
知识点:实验:验*动量守恒定律
题型:计算题