问题 计算题

(9分)一质量为M=10kg的木板B静止于光滑水平面上,其上表面粗糙,物块A质量为m=6kg,停在B的左端。质量为m0=1kg的小球用长为l=0.8m的轻绳悬挂在固定点O上,将轻绳拉直至水平位置后,由静止释放小球,小球在最低点与A发生碰撞后反弹,反弹所能达到的最大高度为h=0.2m,物块与小球可视为质点,g取10m/s2,不计空气阻力。

①求碰撞结束时A的速度;

②若木板B足够长,A最终没有滑离B,求A在B上滑动的过程中系统损失的机械能。

答案

(1)1m/s;(2)1.875J

题目分析:①设小球运动到最低点的速度为v0,由机械能守恒定律

,代入数据解得:v0=4m/s。(1分)

设碰撞结束后小球的速度大小为v1,A的速度大小为v2

碰撞结束后小球反弹上升,由机械能守恒有:

,代入数据解得:v1=2m/s。(1分)

对碰撞过程,由动量守恒有:m0v0=-m0v1+mv2

将v0、v1结果代入得v2=1m/s,方向水平向右(3分)

②经分析知,最后A没有滑离B,A、B共同运动,设共同运动速度为v3

对A、B系统,由动量守恒得mv2=(m+M)v3,解得

此过程中损失的机械能(2分)

把第①问的v2代入以上两式解得:(或者1.875J)。(2分)

写作题
名词解释