问题 问答题

如图所示,一个半径为R=1.00m粗糙的

1
4
圆弧轨道,固定在竖直平面内,其下端切线是水平的,轨道下端距地面高度h=1.25m.在轨道末端放有质量为mB=0.30kg的小球B(视为质点),B左侧装有微型传感器,另一质量为mA=0.10kg的小球A(也视为质点)由轨道上端点从静止开始释放,运动到轨道最低处时,传感器显示读数为2.6N,A与B发生正碰,碰后B小球水平飞出,落到地面时的水平位移为s=0.80m,不计空气阻力,重力加速度取g=10m/s2.求:

(1)小球A在碰前克服摩擦力所做的功;

(2)A与B碰撞过程中,系统损失的机械能.

答案

(1)在最低点对A球由牛顿第二定律有:FA-mAg=mA

V2A
R
          

∴vA=4.00m/s                                                   

 在A下落过程中由动能定理有:mAgR-Wf=

1
2
mA
v2A
                             

∴A球下落的过程中克服摩擦力所做的功为Wf=0.20J                                                    

(2)碰后B球做平抛运动

在水平方向有s=

v′B
t

在竖直方向有h=

1
2
gt2

联立以上两式可得碰后B的速度为v′B=1.6m/s                       

在A、B碰撞由动量守恒定律有:mAvA=mAv′A+mBv′B                         

∴碰后A球的速度为v′A=-0.80m/s  负号表示碰后A球运动方向向左                                    

由能量守恒得碰撞过程中系统损失的机械能为△E=

1
2
mA
v2A
-
1
2
mA
v′A
2
1
2
mB
v′B
2                        

故△E=0.384J

∴在A与B碰撞的过程当中,系统损失的机械能为0.384J.

单项选择题 A1/A2型题
选择题