问题 计算题

如图所示,轻弹簧的一端固定,另一端与滑块B相连,B静止在水平导轨上,弹簧处在原长状态。滑块A从半径为R的光滑圆弧槽无初速滑下,从P点滑上水平导轨,当A滑过距离sl=R时,与B相碰,碰撞时间极短,碰后A、B紧贴在一起运动,但互不粘连.最后A恰好返回出发点P并停止.在A、B压缩弹簧过程始终未超过弹簧的弹性限度。已知滑块A和B质量均为m(A、B可视为质点),且与导轨的滑动摩擦因数都为=0.1,重力加速度为g,试求:

(1)滑块A从圆弧滑到P点时对导轨的压力,

(2)A、B碰后瞬间滑块A的速度,

(3)运动过程中弹簧最大形变量S2

答案

(1)3mg (2)  (3)0.625R

题目分析:(1)设滑块A到达P点的速度为v0

由机械能守恒得:    ① (2分)

在P点有:N-mg= ②  (2分)

联立①②式得 N="3mg" ③   (1分)

由牛顿第三定律可知:

滑块A对导轨的压力 ④ (1分)

(2)A刚接触B时速度为v1(碰前),A运动 s1过程由动能定理得,

  ⑤ (2分)

碰撞过程中动量守恒,令碰后瞬间A、B共同运动的速度为v2,则有

m v1="2m" v2    ⑥ (2分)

解得v2=  ⑦ (2分)

(3)设A、B在弹簧碰后恢复到原长时, 共同速度为v3,在这过程中,由动能定理,有

  ⑧  (2分)

后A、B开始分离,A单独向右滑到P点停下,由动能定理有

 ⑨    (2分)

解得  s2=0.625R  ⑩   (2分)

选择题
单项选择题