如图3-10所示,一个物体A从高为h的光滑坡面上下滑
来源 :焚题库 2020-11-19
中简答题 如图3-10所示,一个物体A从高为h的光滑坡面上下滑,滑到最低点时进入一辆停放在光滑水平面上的小车上,小车在A的带动下开始运动,最后A相对静止在小车上。已知:A的质量m1=2kg,小车的质量m2=8kg,A与车之间的摩擦因数μ=0.8,h=1.25m。取g=10m/s2,求:
(1)A相对于小车静止时,小车速度的大小;
(2)A相对于小车静止前,A在小车上运动的时间;
(3)A在小车上滑行时,相对于地面运动的路程。
(1)A相对于小车静止时,小车速度的大小;
(2)A相对于小车静止前,A在小车上运动的时间;
(3)A在小车上滑行时,相对于地面运动的路程。
参考答案:(1)A从坡面上滑下时有
由此得A进入小车时的速度为
代人数值得ν0=5m/s
由动量守恒知A与小车相对静止时,小车的速度为
代人数值得ν=1m/s
(2)对A用动量定理,有
(3)对A用动能定理,有
答案解析:本题是一道综合性较强的力学计算题。它涵盖的知识点有:机械能守恒定律、动量守恒定律、动量定理、动能定理。可见,本题几乎包含了力学部分的所有主要内容。
物体A从h高处沿光滑坡面下滑时,机械能守恒,由此可计算A进入小车前的速度,因为小车在光滑的水平面上运动,不受摩擦阻力作用,所以A进入小车后,小车和A作为一个系统动量守恒。用动量守恒定律可以计算A和小车整体运动的速度。A与小车之间有摩擦力,正是因为摩擦力的作用,A在小车上滑行一段距离后,相对小车静止,A与小车最后一起运动。A在小车上滑行时,A做匀减速直线运动,小车做匀加速直线运动。因为题意要求滑行时间和路程,所以分别用动量定理和动能定理解题最为直接方便。
相关知识:物理:第1部分、力学