分析 (1)根据动能定理求出A到达圆弧底端的速度,结合动量守恒定律和能量守恒定律求出碰撞后C滑上B的速度.
(2)物体C滑上木板B以后,作匀减速运动,B做匀加速直线运动,抓住两者速度相等,结合运动学公式和牛顿第二定律求出相对滑动的最大距离.
(3)当F较小时滑块C从B的右端滑落,滑块C能滑落的临界条件是C到达B的右端时,C、B具有共同的速度;当F较大时,滑块C从B的左端滑落,在C到达B的右端之前,就与B具有相同的速度,此时的临界条件是之后C必须相对B静止,才不会从B的左端滑落.根据牛顿第二定律和运动学公式综合求解.
解答 解:(1)设A到达圆弧底端的速度为v,由动能定理可得:
${m}_{A}gR=\frac{1}{2}{m}_{A}{v}^{2}$,
代入数据解得$v=\sqrt{2gR}=\sqrt{2×10×0.8}m/s=4m/s$.
A与C发生弹性碰撞,规定初速度的方向为正方向,由动量守恒定律可得:mAv=mAv′+mcv0,
由机械能守恒定律可得:$\frac{1}{2}{m}_{A}{v}^{2}=\frac{1}{2}{m}_{A}v{′}^{2}+\frac{1}{2}{m}_{C}{{v}_{0}}^{2}$,
由以上两式解得v′=0,v0=4m/s.
(2)物体C滑上木板B以后,作匀减速运动,此时设B的加速度为aB,C的加速度为aC,由牛顿第二定律得,
μmCg=mCaC,
解得${a}_{C}=μg=0.2×10m/{s}^{2}=2m/{s}^{2}$,
木板B作加速运动,由牛顿第二定律得,F+μmCg=MaB,
代入数据解得${a}_{B}=8.0m/{s}^{2}$.
两者速度相同时,有:v0-aCt=aBt,
代入数据解得t=0.4s.
C滑行距离${s}_{C}={v}_{0}t-\frac{1}{2}{a}_{C}{t}^{2}=1.44m$,
B滑行的距离${s}_{B}=\frac{1}{2}{a}_{B}{t}^{2}=0.64m$
C与B之间的最大距离△s=sC-sB=0.80m.
(3)C从B上滑落的情况有两种:
①当F较小时滑块C从B的右端滑落,滑块C能滑落的临界条件是C到达B的右端时,C、B具有共同的速度v1,设该过程中B的加速度为aB1,C的加速度不变,
根据匀变速直线运动的规律:$\frac{{{v}_{0}}^{2}-{{v}_{1}}^{2}}{2{a}_{C}}=\frac{{{v}_{1}}^{2}}{2{a}_{B1}}+L$,$\frac{{v}_{0}-{v}_{1}}{{a}_{C}}=\frac{{v}_{1}}{{a}_{B1}}$,
由以上两式可得:${a}_{B1}=6m/{s}^{2}$,v1=3.0m/s,
再代入F+μmCg=MaB1得,F=1N.
即若F<1N,则C滑到B的右端时,速度仍大于B的速度,于是将从B上滑落.
②当F较大时,滑块C从B的左端滑落,在C到达B的右端之前,就与B具有相同的速度,此时的临界条件是之后C必须相对B静止,才不会从B的左端滑落.
对B、C整体有:F=(mC+M)a,对于C有:μmCg=mCa
由以上两式解得F=3N,即若F大于3N,A就会相对B向左滑行.
综上所述,力F满足的条件是:3N≤F或F≤1N.
答:(1)滑块C滑上B的初速度为4m/s.
(2)若F=2N,滑块C在小车上运动时相对小车滑行的最大距离为0.80m.
(3)如果要使C能从B上滑落,拉力F大小应满足的条件3N≤F或F≤1N.
点评 本题是机械能守恒、牛顿第二定律、动量守恒和能量守恒的综合应用,对于相对运动的距离,可以通过动力学知识求解,也可以根据能量守恒和动量守恒综合求解.
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 物块开始运动以后做匀加速直线运动 | |
B. | 4s末物块所受合外力大小为4N | |
C. | 物块与地面之间的动摩擦因数为0.3 | |
D. | 在4s~8s内物块的位移小于16m |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 电路通过1C电荷量,电源把2J的化学能转变为电能 | |
B. | 铅蓄电池的电动势为2V就是铅蓄电池两极间的电压为2V | |
C. | 蓄电池能在1s内能将2J化学能转化为电能 | |
D. | 蓄电池将化学能转化为电能本领比一节干电池的大 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | F=(ma+mb)gf1=f2 | B. | F=(ma+mb)gf1≠f2 | ||
C. | mag<F<(ma+mb)gf1=f2 | D. | mag<F<(ma+mb)g,f1≠f2 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 电荷在电场中一定受到电场力的作用 | |
B. | 运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力的作用 | |
C. | 电荷在电场中运动,若只受到电场力的作用,则电场力一定对该电荷做功 | |
D. | 电荷在磁场中运动,洛伦兹力一定对电荷不做功 |
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com