如图所示,水平地面上OP段是粗糙的,OP长为L=1.6m,滑块A、B与该段的动摩擦因数都为μ=0.5,水平地面的其余部分

1个回答

  • (1)设滑块A碰B后的共同速度为v,AB碰撞过程中损失的机械能为△E

    由动量守恒定律有m Av 0=(m A+m B)v ①

    由能量守恒定律有△E=

    1

    2 m Av 2-

    1

    2 (m A+m B)v 2

    联立①②式并代入数据解得 △E=

    25K

    K+1 J ③

    (2)设碰撞后A、B速度分别为v A、v B,且设向右为正方向,由于弹性碰撞,则有:

    m Av 0=m Av A+m Bv B

    1

    2 m Av 0 2=

    1

    2 m Av

    2A +

    1

    2 m Bv

    2B ⑤

    联立④⑤式并代入数据解得

    v A =

    5(K-1)

    K+1 m/s ⑥

    v B =

    10K

    K+1 m/s ⑦

    假设滑块A、B都能在OP段滑动,滑块A、B在OP段的加速度(a A=a B=μg)相等,由⑥⑦式知在任意时刻v B>v A,滑块A、B不会再一次发生碰撞.

    由题知,当滑块A刚好能够到达P点有

    1

    2 m A

    v 2A =μ m A gL ⑧

    代入数据解得K ⑨

    讨论:

    (1)当K=1 时,v A=0,滑块A停在O点,A克服摩擦力所做的功为W fA=0 ⑩

    (2)当1<K≤9时,滑块A停在OP之间,A克服摩擦力所做的功为 W fA =

    1

    2 m A

    v 2A =25K(

    K-1

    K+1 ) 2 J(11)

    (3)当K>9时,滑块A从OP段右侧离开,A克服摩擦力所做的功为W fA=μm AgL=16KJ(12)

    答:

    (1)若滑块A与B发生完全非弹性碰撞,A、B碰撞过程中损失的机械能为

    25K

    K+1 ;

    (2)若滑块A、B构成的系统在碰撞过程中没有机械能损失,滑块A克服摩擦力所做的功情况有:

    (1)当K=1 时,v A=0,滑块A停在O点,A克服摩擦力所做的功为W fA=0

    (2)当1<K≤9时,滑块A停在OP之间,A克服摩擦力所做的功为 W fA =

    1

    2 m A

    v 2A =25K(

    K-1

    K+1 ) 2 J

    (3)当K>9时,滑块A从OP段右侧离开,A克服摩擦力所做的功为W fA=μm AgL=16KJ

相关问题