解题思路:1、当A在B上滑动时,A与BC整体发生相互作用,由于水平面光滑,A与BC组成的系统动量守恒列出等式求解;2、由能量守恒得知系统动能的减少量等于滑动过程中产生的内能列出等式,联立求解;3、当A滑上C,B与C分离,A、C发生相互作用,A、C组成的系统水平方向动量守恒,由A、C组成的系统机械能守恒列出等式,联立求解;4、根据AC系统动量守恒列出等式,AC系统初、末状态动能相等列出等式,联立求出滑离C时A的速度,再求出损失的机械能.
(1)当A在B上滑动时,A与BC整体发生相互作用,由于水平面光滑,图①→②A与BC组成的系统动量守恒,选向左的方向为正方向,有:
mv0=m•
1
2v0+2mvB
解得:vB=[1/4]v0
(2)图①→②,由能量守恒得知系统动能的减少量等于滑动过程中产生的内能即:
μmgL=
1
2m
v20−
1
2m(
v0
2)2−
1
22m(
v0
4)2
联立解得:μ=
5v20
16gL
(3)当A滑上C,B与C分离,A、C发生相互作用.设A到达最高点时两者的速度相等均为v2,
图②→③,A、C组成的系统水平方向动量守恒有:
m•
1
2v0+mvB=2mv,
由A、C组成的系统机械能守恒:mgR=
1
2m(
v0
2)2+
1
2m(
v0
4)2−
1
22mv2
联立解得:R=
v20
64g.
(4)由图②→④,AC系统动量守恒有:
m•
1
2v0+m•
1
4v0=mvA+mvC,
AC系统初、末状态动能相等,有:
[1/2m(
v0
2)2+
1
2m(
v0
4)2=
1
2m
v2A+
1
2m
v2C],
解得:vA=[1/4]v0
所以从开始滑上B到最后滑离C的过程中A损失的机械能为:△E=[1/2]m
v20-[1/2]m
v2A=
15
mv20
32.
答:(1)A刚滑离木板B时,木板B的速度大小是[1/4]v0;
(2)A与B的上表面间的动摩擦因数μ=
5v20
16gL;
(3)圆弧槽C的半径是
v20
64g;
(4)从开始滑上B到最后滑离C的过程中A损失的机械能是
5v20
16gL.
点评:
本题考点: 动量守恒定律;功能关系.
考点点评: 该题是一个连接体的问题,要理清A、B、C的运动过程,解决该题关键要能够熟练运用动量守恒定律和能量守恒定律列出等式求解.