如图所示 ,粗糙斜面与光滑水平地面通过光滑小圆弧平滑连接,斜面倾角,滑块A、C、D的质量均为,滑块B的质量为,各滑块均可视为质点。A、B间夹着微量火药。K为处于原长的轻质弹簧,两端分别栓接滑块B和C。火药爆炸后,A与D相碰并粘在一起,沿斜面前进L =" 0.8" m 时速度减为零,接着使其保持静止。已知滑块A、D与斜面间的动摩擦因数均为 μ = 0.5,运动过程中弹簧始终处于弹性限度内,取 g = 10 m/s2,sin37°= 0.6,cos37°= 0.8。求:
小题1:火药爆炸后A的最大速度vA;
小题2:滑块B、C和弹簧K构成的系统在相互作用过程中,弹簧的最大弹性势能Ep;
小题3:滑块C运动的最大速度vC。
小题1:vA=8m/s
小题2:EP =" 1.6" J
小题3:
(1)设A和D碰后的速度为v1,AD滑上斜面,由动能定理:
得:
m/s (2分)
火药爆炸后,A的速度最大为vA,
由动量守恒定律有:
vA=8m/s (2分)
2)火药爆炸过程,对A和B系统,由动量守恒定律,设B获得的速度为vB,
vB =" 2" m/s (1分)
当B与C共速为时,弹簧弹性势能最大。
由B、C系统动量守恒,
m/s (2分)
弹簧的最大弹性势能为:
EP =" 1.6" J (1分)
(3)当弹簧为原长时,滑块C的速度最大为,则:
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)