(2009?巢湖一模)如图所示,在光滑的水平面上,质量为M=3.0kg的长木板A的左端叠放着一个质量为m=1.0kg的

2025-05-07 12:29:20
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回答1:

(1)小球由C点下落的高度h=R(1-sinθ)=

R
2

由机械能守恒定律得:mgh=
1
2
m
v

由①②式,解得:v0
gR

小球在最低点,有:F-mg=m
v
R

F=2mg=20(N)                                    
由牛顿第三定律得:小球对细绳的拉力为F′=F=20N,方向竖直向下 
(2)小球与小物块B在碰撞后,小球速度为v1,B的速度为v2
则:mv0=mv1+mv2                                  ④
1
2
m
v
=
1
2
m
v
+
1
2
m
v

解得:v1=0   v2=v0=
gR

(小球与小物块B质量相等,碰撞后速度交换.)
之后,小物块B在木板A上滑动,小物块B和木板A组成的系统动量守恒,设B滑到木板A最右端时速度大小为v,则:mvB=(M+m)v  ⑥
小物块B在木板A上滑动的过程中,由小物块B和木板A组成的系统减小的机械能转化为内能,由功能关系得:μmgL=
1
2
m
v
-
1
2
(M+m)
v

联立以上几式,解得:L=
M
v
2μg(M+m)
=
MR
2μ(M+m)

代入数据解得:L=1m