如圖所示,質量為M的小車靜止在光滑的水平地面上,其AB部分為半徑R的光滑四分之一圓孤,BC部分水平粗糙、長為L...

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問題詳情:

如圖所示,質量為M的小車靜止在光滑的水平地面上,其AB部分為半徑R的光滑四分之一圓孤,BC部分水平粗糙、長為L。一可看做質點的小物塊從A點由靜止釋放,滑到C點剛好相對小車靜止。已知小物塊質量m,重力加速度為g。求:

(1)小物塊與小車BC部分間的動摩擦因數如圖所示,質量為M的小車靜止在光滑的水平地面上,其AB部分為半徑R的光滑四分之一圓孤,BC部分水平粗糙、長為L...

(2)小物塊從A滑到C的過程中,小車速度的最大值v。

如圖所示,質量為M的小車靜止在光滑的水平地面上,其AB部分為半徑R的光滑四分之一圓孤,BC部分水平粗糙、長為L... 第2張

【回答】

(1)如圖所示,質量為M的小車靜止在光滑的水平地面上,其AB部分為半徑R的光滑四分之一圓孤,BC部分水平粗糙、長為L... 第3張;(2)如圖所示,質量為M的小車靜止在光滑的水平地面上,其AB部分為半徑R的光滑四分之一圓孤,BC部分水平粗糙、長為L... 第4張

【詳解】

(1)整體水平方向動量守恆,則有

如圖所示,質量為M的小車靜止在光滑的水平地面上,其AB部分為半徑R的光滑四分之一圓孤,BC部分水平粗糙、長為L... 第5張

根據能量守恆有

如圖所示,質量為M的小車靜止在光滑的水平地面上,其AB部分為半徑R的光滑四分之一圓孤,BC部分水平粗糙、長為L... 第6張

解得

如圖所示,質量為M的小車靜止在光滑的水平地面上,其AB部分為半徑R的光滑四分之一圓孤,BC部分水平粗糙、長為L... 第7張

(2)設物塊滑到B點時的速度大小為如圖所示,質量為M的小車靜止在光滑的水平地面上,其AB部分為半徑R的光滑四分之一圓孤,BC部分水平粗糙、長為L... 第8張,此時小車的速度大小為如圖所示,質量為M的小車靜止在光滑的水平地面上,其AB部分為半徑R的光滑四分之一圓孤,BC部分水平粗糙、長為L... 第9張,由水平方向動量守恆得

如圖所示,質量為M的小車靜止在光滑的水平地面上,其AB部分為半徑R的光滑四分之一圓孤,BC部分水平粗糙、長為L... 第10張

根據能量守恆得

如圖所示,質量為M的小車靜止在光滑的水平地面上,其AB部分為半徑R的光滑四分之一圓孤,BC部分水平粗糙、長為L... 第11張

解得

如圖所示,質量為M的小車靜止在光滑的水平地面上,其AB部分為半徑R的光滑四分之一圓孤,BC部分水平粗糙、長為L... 第12張

知識點:能量守恆定律

題型:解答題

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