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如图所示,小球A系在细线的一端,线的另一端固定在O点,O点到水平面的距离为h.物...

如图所示,小球A系在细线的一端,线的另一端固定在O点,O点到水平面的距离为h.物块B质量是小球的5倍,至于粗糙的水平面上且位于O点正下方,物块与水平面间的动摩擦因数为μ.现拉动小球使线水平伸直,小球由静止开始释放,运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短),反弹后上升至最高点时到水平面的距离为manfen5.com 满分网.小球与物块均视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g,求物块在水平面上滑行的时间t.

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小球与B碰撞前和碰撞后反弹的过程都满足机械能守恒定律,即可以利用机械能守恒方程求得小球碰前碰后的速度;而小球与B碰撞过程满足动量守恒,可以求得B的速度,水平面上物块B在摩擦力的作用下做匀减速运动,其运动时间可以利用动量定理求得、或者用匀变速直线运动规律公式求得. 【解析】 设小球的质量为m,运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为v1, 取小球运动到最低点重力势能为零,根据机械能守恒有: …① 得: 设碰撞后小珠反弹的速度大小为v1′,同理有:…② 得: 设碰后物块的速度大小v2,取水平向右为正方向,根据动量守恒定律有mv1=-mv1′+5mv2…③ 得:…④ 物块在水平面上所受摩擦力的大小为:F=5μmg…⑤ 设物块在水平面上滑行的时间为t,根据动量定理有: -Ft=0-5mv2…⑥ 得:…⑦ 答:物块在水平面上滑行的时间t=.
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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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