问题
计算题
在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB和滑块CD,木板AB上表面粗糙,动摩擦因数为μ,滑块CD上表面是光滑的圆弧,它们紧靠在一起,如图所示.一可视为质点的物块P,质量也为m,它从木板AB的右端以初速度v0滑入,过B点时速度为
,后又滑上滑块,最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高点C处,求:
(1) 物块滑到B处时木板的速度vAB;
(2) 木板的长度L;
(3) 滑块CD圆弧的半径R.
答案
(1)(2)
(3)
(1)物块由A滑至B的过程中三者组成的系统动量守恒
解得
(2)物块由A至B的过程中,三者能量关系
解得
(3)物块由D滑到C的过程中P与CD系统水平方向动量守恒
滑块与CD组成的系统机械能守恒
本题考查动量守恒和动能定理,可根据物块由A滑至B的过程中三者组成的系统动量守恒,算出P到B点时的速度,物块由A至B的过程中只有摩擦力作用,根据动能定理算出木板的长度,物块由D滑到C的过程中P与CD系统水平方向动量守恒以及滑块与CD组成的系统机械能守恒,可得圆弧的半径。