如圖所示,光滑水平面上放置質量均爲M=2kg的*、乙兩輛小車,兩車之間透過一感應開關相連(當滑塊滑過感應開關時...
問題詳情:
如圖所示,光滑水平面上放置質量均爲M=2 kg的*、乙兩輛小車,兩車之間透過一感應開關相連(當滑塊滑過感應開關時,兩車自動分離).*車上表面光滑,乙車上表面與滑塊P之間的動摩擦因數μ=0.5.一根透過細線拴着(細線未畫出)且被壓縮的輕質*簧固定在*車的左端,質量爲m=1 kg的滑塊P(可視爲質點)與*簧的右端接觸但不相連,此時*簧的**勢能E0=10 J,*簧原長小於*車長度,整個系統處於靜止狀態.現剪斷細線,求:
① 滑塊P滑上乙車前的瞬時速度的大小.
② 滑塊P滑上乙車後最終未滑離乙車,
滑塊P在乙車上滑行的距離.(取g=10 m/s2)
【回答】
解析:①設滑塊P滑上乙車前的速度大小爲,兩小車速度大小爲,取向右爲正方向,對整體應用動量守恆和能量關係有
mv-2Mv1=0 -----------(1分)
E0=+ -----------(1分)
解得v=4 m/s,v1=1 m/s -----------(2分)
②設滑塊P和小車乙達到的共同速度爲v′
對滑塊P和小車乙有mv-Mv1=(m+M)v′ -----------(1分)
由功能關係得 μmgs=mv2+Mv-(m+M)v′2 -----------(1分)
代入數據解得s= m -----------(2分)
知識點:專題五 動量與能量
題型:綜合題