如图所示,光滑斜槽轨道的水平出口跟停在光滑水平面上的平板小车

如图所示,光滑斜槽轨道的水平出口跟停在光滑水平面上的平板小车的上表面相平,小车的右端固定一个弹性挡板.质量为m的小物块从光滑斜槽轨道上由静止开始滑下,滑上平板小车,使得小车在光滑水平面上滑动.第一次小物块从光滑斜槽轨道上高为h处滑下,小物块最终停在平板车上的O点.第二次使小物块从光滑斜槽轨道上某处(图中H高处)由静止开始滑下,小物块能够到达小车右端与弹性挡板P相撞后,仍停到O点.已知平板车的质量为3m,O点到右端弹性挡板的距离是车长的,小物块与弹性挡板相撞时,没有机械能的损失.求:

(1)第二次小物块开始滑下的高度H;

(2)小物块第二次滑下后,平板小车的最大速度是多少?

答案

(1)2h  (2)

解析:(1)小物块第一次从h高处滑下,以初速度v0=滑上平板小车,设小车长为L,物块与小车表面间的摩擦力为Ff,小物块停在O点时它和小车有共同速度,设为v.有mv0=(m+3m)v,mv02-(m+3m)v2=FfL,小车第二次从高H处滑下,以初速度v0′=滑上小车,与右挡板相撞后停止于O点,相对小车滑动总路程为L,设共同速度为v′,则有mv0′=(m+3m)v′,

mv02-(m+3m)v′2=FfL

解得H=2h.

(2)小物块滑上小车后,滑动摩擦力使小车做匀加速运动,物块做匀减速运动.直到物块达到右侧挡板前,此刻,物块的速度仍大于车速度,相撞后,车速要大于物块的速度,此后车做减速运动.直到物块速度与车速相同,等于v′,因此物块与板相碰后瞬间的车速为最大,设为v2,物块的速度设为v1,讨论物块与右挡板相撞后直到二者有共同速度的过程中,有mv1+3mv2=(m+3m)v′,

mv12+×3mv22-(m+3m)v′2=FfL

解得小车的最大速度v2=(v2=舍去).

相关题目

国庆节,小宇到芜湖镜湖游玩。当小宇开着游艇前进时,以
国庆节,小宇到芜湖镜湖游玩。当小宇开着游艇前进时,以下列哪个物体为参照物时,小宇是静止的。(    ) A、游艇     B、湖水    C、湖岸  
There are many kinds of friends. Some are always  36  you, but don’t underst
There are many kinds of friends. Some are always  36  you, but don’t understand you. Some say only a few words to you, but understand you. Many people will step in your life, but only  37  frien
 若二次函数(为常数)的图象如图,则的值为( )A.B.C
 若二次函数(为常数)的图象如图,则的值为( )A.B.C.D.
5.如图表示内环境稳态的部分调节机制。下列表述错误的是 A
5.如图表示内环境稳态的部分调节机制。下列表述错误的是 A.若①表示免疫分子,则①包括抗体、淋巴因子等 B.内环境稳态的调节机制有神经和体液
汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一,治
汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器,它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无
在下列的各种叙述中,正确的是 (      ) A.在任何条件下
在下列的各种叙述中,正确的是 (      ) A.在任何条件下,纯水的PH=7     B.在任何条件下,纯水都呈中性 C.在100℃时,纯水的PH<7      D.
下列说法正确的是   A.淀粉和纤维素的化学式均为(C6H10O5)n
下列说法正确的是   A.淀粉和纤维素的化学式均为(C6H10O5)n,二者互为同分异构体   B.从形式上看,酯化反应也属于取代反应   C.油脂的相对分子质量
生命必定要死亡吗 ①生命必定要死亡吗?不,有两个事实可
生命必定要死亡吗 ①生命必定要死亡吗?不,有两个事实可以证明:第一,任何生物的生殖细胞就是永生不死的。它们已经不断分裂、不断生存了几千

最新题目