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一个平板小车置于光滑水平面上,其右端恰好和一个manfen5.com 满分网光滑圆弧轨道AB的底端等高连接,如图所示.已知小车质量M=3.0kg,长L=2.06m,圆弧轨道的半径R=0.8m,现将一质量m=1.0kg的小滑块由轨道顶端A点无初速释放,滑块滑到B端后冲上小车.滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.3,g=10m/s2
(1)滑块到达B端,轨道对它支持力的大小;
(2)小车运动1.5s时,车右端距轨道B端的距离;
(3)滑块与车面间由于摩擦而产生的内能.

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(1)根据动能定理求出小滑块从A点运动到B点的速度,根据牛顿第二定律求出轨道对它的支持力. (2)滑块滑上小车后,小车做匀加速直线运动,滑块做匀减速直线运动,当两者速度相等时,一起做匀速直线运动.判断1.5s时,滑块与小车速度是否相等,然后通过运动学公式求出车右端距轨道B端的距离. (3)根据动量守恒定律求出滑块和车的共同速度,然后通过能量守恒定律求出摩擦而产生的内能. 【解析】 (1)根据动能定理得, 解得v2=2gR,v= 在B端有:N-mg=,解得N=3mg=30N. 故滑块到达B端,轨道对它支持力的大小为30N. (2)小车的加速度. 滑块的加速度 当两者速度相等时有:a1t=v-a2t 解得 知小车在1.5s内先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动. 匀加速直线运动的位移 匀速直线运动的速度v′=a1t=1×1m/s=1m/s 则匀速直线运动的位移x2=v′t′=0.5m 所以x=x1+x2=1m 故小车运动1.5s时,车右端距轨道B端的距离为1m. (3)设两者共同速度为v1,根据动量守恒定律得,mv=(M+m)v1 解得 根据能量守恒得,Q= 故滑块与车面间由于摩擦而产生的内能为6J.
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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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