(16分)如图,水平桌面固定着光滑斜槽,光滑斜槽的末端和一水平木板平滑连接,设物块通过衔接处时速率没有改变。质量m1=0.40kg的物块A从斜槽上端距水平木板高度h=0. 80m处下滑,并与放在水平木板左端的质量m2=0.20kg的物块B相碰,相碰后物块B滑行x=4.0m到木板的C点停止运动,物块A滑到木板的D点停止运动。已知物块B与木板间的动摩擦因数=0.20,重力加速度g=10m/s2 ,求:
(1) 物块A沿斜槽滑下与物块B碰撞前瞬间的速度大小;
(2) 滑动摩擦力对物块B做的功;
(3) 物块A与物块B碰撞过程中损失的机械能。
(1)v0=4.0m/s(2)W=-1.6J(3)E=0.80J
题目分析:此题是综合性比较强的试题,试题难度中等,学生需要分析清楚每一段的运动过程,逐段求解。
(1)设物块A滑到斜面低端与物块B碰撞前时的速度大小为v0,根据机械能守恒定律有
2分
解得:v0=4.0m/s 2分
(2)设物块B受到的滑动摩擦力为f,摩擦力做功为W,B在水平面上做匀减速直线运动,则
f=µm2g 2分
W=-µm2gx 2分
解得:W=-1.6J 1分
(3)设物块A与物块B碰撞后的速度为v1,物块B受到碰撞后的速度为v,碰撞损失的机械能为E,根据动能定理,B物块运动到C的过程中有
-µm2g x=0-m2v2 1分
解得:v="4.0m/s"
AB系统碰撞瞬间动量守恒,
1分
解得:v1=2.0m/s 1分
再由AB系统能量守恒列出方程有
2分
解得:E=0.80J 2分