问题 问答题

如图所示,一质量为的滑块静止在水平台面右端点,另一质量为的滑块从与点相距点以初速度以向右运动,至处与发生弹性正碰。碰后沿原路返回至台面处静止,经时间落到地面上点。已知两滑块均能看成质点,且点离处的水平距离为与台面间的动摩擦因数为,重力加速度为,求:

(1)水平台面离地面的高度;

(2)处的初速度的大小;

(3)点离初始位置的距离。

答案

(1)(2)(3)

(1)设水平台面离地面的高度为

因为碰撞后,做平抛运动,其竖直方向遵守自由落体规律,所以有:

      ①  解得     (4分)

(2)设碰撞前后瞬间速率分别为,碰后的瞬时速率为

因为发生弹性碰撞,所以有:

       ②                   (2分)

   ③                   (2分)

且     

碰后,做平抛运动:

              ④                      (1分)

由④式求得,代入③④求解得:

(方向向左)                        (1分)

因为碰前做匀减速运动,其加速度大小为,所以有:

      ⑤

代入数据求解得:                               (2分)

(3)碰后,向左做匀减速运动,至处静止,设其位移为

           ⑥                          (2分)

代入数据求解得:

所以点离初始位置的距离为:

       ⑦                           (2分)

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