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(1)滑块到达B端时,轨道对它支持力的大小;

(2)车被锁定时,车右端距轨道B端的距离;

(3)从车开始运动到被锁定的过程中,滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小;

(4)滑块落地点离车左端的水平距离.

答案

解析:(1)设滑块到达B端时速度为v

由动能定理,得mgRmv2

由牛顿第二定律,得FNmgm

联立两式,代入数值得轨道对滑块的支持力:FN3mg30 N.

(2)当滑块滑上小车后,由牛顿第二定律,得

对滑块有:-μmgma1

对小车有:μmgMa2

设经时间t两者达到共同速度,则有:va1ta2t

解得t1 s.由于1 s1.5 s,此时小车还未被锁定,两者的共同速度:va2t1 m/s

因此,车被锁定时,车右端距轨道B端的距离:xa2t2vt1 m.

(3)从车开始运动到被锁定的过程中,滑块相对小车滑动的距离Δxta2t22 m

所以产生的内能:EμmgΔx6 J.

(4)对滑块由动能定理,得-μmg(LΔx)mv2mv2

滑块脱离小车后,在竖直方向有:hgt2

所以,滑块落地点离车左端的水平距离:xvt0.16 m.

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