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如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平地面上,其AB部分为半径R的光滑四分之一圆孤,BC部分水平粗糙、长为L...

问题详情:

如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平地面上,其AB部分为半径R的光滑四分之一圆孤,BC部分水平粗糙、长为L。一可看做质点的小物块从A点由静止释放,滑到C点刚好相对小车静止。已知小物块质量m,重力加速度为g。求:

(1)小物块与小车BC部分间的动摩擦因数如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平地面上,其AB部分为半径R的光滑四分之一圆孤,BC部分水平粗糙、长为L...

(2)小物块从A滑到C的过程中,小车速度的最大值v。

如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平地面上,其AB部分为半径R的光滑四分之一圆孤,BC部分水平粗糙、长为L... 第2张

【回答】

(1)如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平地面上,其AB部分为半径R的光滑四分之一圆孤,BC部分水平粗糙、长为L... 第3张;(2)如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平地面上,其AB部分为半径R的光滑四分之一圆孤,BC部分水平粗糙、长为L... 第4张

【详解】

(1)整体水平方向动量守恒,则有

如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平地面上,其AB部分为半径R的光滑四分之一圆孤,BC部分水平粗糙、长为L... 第5张

根据能量守恒有

如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平地面上,其AB部分为半径R的光滑四分之一圆孤,BC部分水平粗糙、长为L... 第6张

解得

如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平地面上,其AB部分为半径R的光滑四分之一圆孤,BC部分水平粗糙、长为L... 第7张

(2)设物块滑到B点时的速度大小为如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平地面上,其AB部分为半径R的光滑四分之一圆孤,BC部分水平粗糙、长为L... 第8张,此时小车的速度大小为如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平地面上,其AB部分为半径R的光滑四分之一圆孤,BC部分水平粗糙、长为L... 第9张,由水平方向动量守恒得

如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平地面上,其AB部分为半径R的光滑四分之一圆孤,BC部分水平粗糙、长为L... 第10张

根据能量守恒得

如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平地面上,其AB部分为半径R的光滑四分之一圆孤,BC部分水平粗糙、长为L... 第11张

解得

如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平地面上,其AB部分为半径R的光滑四分之一圆孤,BC部分水平粗糙、长为L... 第12张

知识点:能量守恒定律

题型:解答题