精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
如图所示,固定的凹槽水平表面光滑,其内放置U形滑板N,滑板两端为半径R=0.45 m的1/4圆弧面,A和D.分别是圆弧的端点,BC段表面粗糙,其余段表面光滑,小滑块P1和P2的质量均为m,滑板的质量M=4m.P1和P2与BC面的动摩擦因数分别为μ1=0.10和μ2=0.40,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,开始时滑板紧靠槽的左端,P2静止在粗糙面的B点,P1以v0=4.0 m/s的初速度从A点沿弧面自由滑下,与P2发生弹性碰撞后,P1处在粗糙面B点上.当P2滑到C点时,滑板恰好与槽的右端碰撞并与槽牢固粘连,P2继续滑动,到达D.点时速度为零,P1与P2视为质点.取g=10 m/s2.问:

(1)P2在BC段向右滑动时,滑板的加速度为多大?

(2)BC长度为多少?N、P1和P2最终静止后,P1与P2间的距离为多少?

(1)0.8 m/s2  (2)1.9 m    0.695 m

解析:(1)P1滑到最低点速度为v1,由机械能守恒定律有

mv02+mgR=mv12

解得v1=5 m/s

P1、P2碰撞满足动量守恒、机械能守恒定律,设碰后速度分别为v1′、v2,则

mv1=mv1′+mv2

mv12=mv12+mv22

又由v1′=0

解得v2=5 m/s

P2向右滑动时,P2对滑板摩擦力为

f=μ2mg=4m(向右)

对P1、M有f=(m+M)a2

则a2===0.8 m/s2

此时对P1有f1=ma2=0.80m<fm=1.0m,即此时P1与滑板具有共同的加速度0.8 m/s2,方向向右.

(2)

P2滑到C点速度为v2′,由mgR=mv22

解得v2′=3 m/s

P1、P2碰撞到P2滑至C点时,设P1、M速度为v,由动量守恒定律得

mv2=(m+M)v+mv2

解得v=0.40 m/s

以P1、P2、M为系统

fL=mv22-mv22-(m+M)v2

代入数值得BC长度L=1.9 m

滑板碰后,P1向右滑行,加速度为a11g=1 m/s2

滑行距离S1==0.08 m

P2向左滑行,加速度为a2′=μ2g=4 m/s2

滑行距离S2==1.125 m

所以P1、P2静止后距离ΔS=L-S1-S2=0.695 m.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,固定的凹槽水平表面光滑,其内放置U形滑板N,滑板两端为半径R=0.45m的1/4圆弧面.A和D分别是圆弧的端点,BC段表面粗糙,其余段表面光滑.小滑块P1和P2的质量均为m.滑板的质量M=4m,P1和P2与BC面的动摩擦因数分别为μ1=0.10和μ2=0.40,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力.开始时滑板紧靠槽的左端,P2静止在粗糙面的B点,P1以v0=4.0m/s的初速度从A点沿弧面自由滑下,与P2发生弹性碰撞后,P1处在粗糙面B点上.当P2滑到C点时,滑板恰好与槽的右端碰撞并与槽牢固粘连,P2继续运动,到达D点时速度为零.P1与P2视为质点,取g=10m/s2.问:
(1)P2在BC段向右滑动时,滑板的加速度为多大?
(2)BC长度为多少?N、P1和P2最终静止后,P1与P2间的距离为多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(08年广东卷)(17分)如图所示,固定的凹槽水平表面光滑,其内放置U形滑板N,滑板两端为半径R=0.45 m的1/4圆弧而,A和D分别是圆弧的端点,BC段表面粗糙,其余段表面光滑,小滑块P1和P2的质量均为m,滑板的质量M=4 m.P1和P2与BC面的动摩擦因数分别为,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,开始时滑板紧靠槽的左端,P2静止在粗糙面的B点,P1v0=4.0 m/s的初速度从A点沿弧面自由滑下,与P2发生弹性碰撞后,P1处在粗糙面B点上,当P2滑到C点时,滑板恰好与槽的右端碰撞并与槽牢固粘连,P2继续滑动,到达D点时速度为零,P1与P2视为质点,取g=10 m/s2。问:

(1)P2在BC段向右滑动时,滑板的加速度为多大?

(2)BC长度为多少?N、P1和P2最终静止后,P1与P2间的距离为多少?

 

 

 

 

 

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(广东卷)20.(17分)如图所示,固定的凹槽水平表面光滑,其内放置U形滑板N,滑板两端为半径R=0.45 m的1/4圆弧而,A和D分别是圆弧的端点,BC段表面粗糙,其余段表面光滑,小滑块P1和P2的质量均为m,滑板的质量M=4 m.P1和P2与BC面的动摩擦因数分别为,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,开始时滑板紧靠槽的左端,P2静止在粗糙面的B点,P1v0=4.0 m/s的初速度从A点沿弧面自由滑下,与P2发生弹性碰撞后,P1处在粗糙面B点上,当P2滑到C点时,滑板恰好与槽的右端碰撞并与槽牢固粘连,P2继续滑动,到达D点时速度为零,P1与P2视为质点,取g=10 m/s2.问:

(1)P2在BC段向右滑动时,滑板的加速度为多大?

(2)BC长度为多少?N、P1和P2最终静止后,P1与P2间的距离为多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:


  如图所示,固定的凹槽水平表面光滑,其内放置U形滑板N,滑板两端为半径=0.45m的1/4圆弧面,A和D分别是圆弧的端点,BC段表面粗糙,其余段表面光滑.小滑块P1和P2的质量均为m,滑板的质量=4m.P1和P2与BC面的动摩擦因数分别为μ1=0.10和μ2=0.40,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力.开始时滑板紧靠槽的左端,P2静止在粗糙面的B点.P1v0 =  4 .0m/s的初速度从A点沿弧面自由滑下,与P发生弹性碰撞后,P1处在粗糙面B点上.当P2滑到C点时,滑板恰好与槽的右端碰撞并牢固粘连,P2继续滑动,到达D点时速度为零.P1与P2视为质点,取g =10m/s2,问:
  (1) P1在BC段向右滑动时,滑板的加速度为多大?
  (2) BC长度为多少?N、P1、P2最终静止后,P1与P2间的距离为多少?

查看答案和解析>>

同步练习册答案
关 闭