如圖所示,質量的平板小車靜止在光滑水平地面上,在小車左端放有質量m=0.2kg的物塊A(可視為質點),物塊A與...
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問題詳情:
如圖所示,質量的平板小車靜止在光滑水平地面上,在小車左端放有質量m=0.2 kg的物塊A(可視為質點),物塊A與小車表面間的動摩擦因數,在物塊A正上方l=0.45 m高處有一固定懸點,通過不可伸長的細繩懸掛一質量的物塊B,把細繩拉至水平,由靜止釋放,物塊B(視為質點)在最低點與物塊A發生**碰撞.最終物塊恰好不能從小車上滑下.重力加速度g=10 m/s2.求:
(1)物塊B與物塊A碰撞後瞬間細繩的拉力大小(計算結果保留兩位有效數字);
(2)小車的長度.
【回答】
(1)F=1.2 N (2) x=0.8m
【分析】
(1)根據機械能守恆定律、動量守恆定律和牛頓第二定律即可求解;(2)根據動量守恆定律和動能定理即可求解.
【詳解】
(1)設物塊B剛到達最低點時,速度為v0,物塊B自開始釋放到運動至最低點過程中,由機械能守恆定律得:
物塊B與物塊A發生**碰撞,設碰後A、B的速度分別為v1、v2
由A、B碰撞前後動量守恆、機械能守恆有:
在A點,由牛頓第二定律有:
聯立解得:F=1.2N
(2)物塊A滑到小車右端時的速度與小車的相等,設物塊和小車的共同速度大小為v
由動量守恆定律有:
由動能定理得:
聯立解得:x=0.8 m.
【點睛】
本題關鍵是根據動量守恆定律、動能定理、機械守恆列式求解,同時分清楚物塊A的運動過程.
知識點:生活中的圓周運動
題型:解答題