问题 计算题

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

答案

小题1:vA=8m/s 

小题2:E=" 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:

 

E=" 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)

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