题目
如图所示,质量分别为 、 的物块1、2静止在水平地面上,间距 ,物块与地面间的动摩擦因数 。一长 的细线一端固定在悬点,另一端连接一质量 的小球。将细线拉至水平并由静止释放,当小球运动到悬点正下方时与物体1发生弹性正撞,此后物块1与物块2发生碰撞后迅速合为一体。重力加速度g取 ,求:(结果均保留两位小数)
(1)
小球与物块1碰撞后瞬间细线上的拉力大小;
(2)
物块1与物块2碰撞过程中损失的动能;
(3)
整个运动过程中物块1移动的距离。
答案: 解:小球碰撞前 mgL=12mv02 小球与物块1发生弹性碰撞,有 mv0=mv+M1v1 12mv02=12mv2+12M1v12 碰后瞬间 F−mg=mv2L 代入数据,解得 F=1.22N
解:物块1减速运动的加速度 a=μg 物块1被碰后到与物块2碰撞前的速度为 v01 ,则 v12−v012=2ad 物块1与物块2碰撞过程,根据动量守恒定律可得 M1v01=(M1+M2)v2 物块1与物块2碰撞过程中损失的动能 ΔE=12M1v012−12(M1+M2)v22 解得 ΔE=0.12J
解:物块1与物块2碰撞后一起做匀减速直线运动,由动能定理有 −μ(M1+M2)gx=0−12(M1+M2)v22 整个运动过程中物块1移动的距离 s=d+x 解得 s=1.00m