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如图所示是固定在水平地面上的横截面为“”形的光滑长直导轨槽,槽口向上(图为俯视图...

如图所示是固定在水平地面上的横截面为“manfen5.com 满分网”形的光滑长直导轨槽,槽口向上(图为俯视图).槽内放置一个木质滑块,滑块的左半部是半径为R的半圆柱形光滑凹槽,木质滑块的宽度为2R,比“manfen5.com 满分网”形槽的宽度略小.现有半径r(r<<R)的金属小球以水平初速度V冲向滑块,从滑块的一侧半圆形槽口边缘进入.已知金属小球的质量为m,木质滑块的质量为3m,整个运动过程中无机械能损失.求:
(1)当金属小球滑离木质滑块时,金属小球和木质滑块的速度各是多大;
(2)当金属小球经过木质滑块上的半圆柱形槽的最右端A点时,金属小球的对地速度.

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因为没有机械能损失所以整个过程同时满足动量守恒和机械能守恒,据此即可求出小球和滑块的速度,当小球在A点时同样依据动量守恒和机械能守恒即可求得小球的对地速度. 【解析】 (1)设滑离时小球和滑块的速度分别为v1和v2,由动量守恒mv=mv1+3mv2, 又: 得:; (2)小球过A点时沿轨道方向两者有共同速度v,沿切线方向速度为v′ mv=(m+3m)v 得:; 所以:v合== 答:(1)当金属小球滑离木质滑块时,金属小球和木质滑块的速度分别是-和; (2)当金属小球经过木质滑块上的半圆柱形槽的最右端A点时,金属小球的对地速度为.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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