傾角θ為37°的斜面與水平面如圖平滑相接,A、B兩完全相同的物塊靜置于斜面上相距,B距斜面底端的P點(diǎn)的距離
,物塊與斜面及水平面的動摩擦因數(shù)均為
.現(xiàn)由靜止釋放物塊A后1秒鐘再釋放物塊B.設(shè)AB碰撞的時間極短,碰后就粘連在一起運(yùn)動.試求:(1)B物塊釋放后多長時間,AB兩物塊發(fā)生碰撞?(2)AB最后停在距斜面底端P點(diǎn)多遠(yuǎn)處?取
,
,
.
(1)(2)
(1)設(shè)B物體的質(zhì)量為m,加速下滑時的加速度為a,其在斜面上時的受力情況如圖所示。由牛頓第二定律得:
(2分)
(2分)
解得 (1分)
設(shè)B物塊釋放后經(jīng)t秒A追上B與其在斜面上相碰,由兩者的位移關(guān)系得:
(2分)
代入數(shù)據(jù)得: (1分)
在此1.5s內(nèi),B物體下滑的位移 (1分)
因?yàn)?img width=47 height=21 src="http://thumb.zyjl.cn/pic1/1899/wl/0/89800.gif">,AB確實(shí)是在斜面上發(fā)生碰撞(1分)。
(2)A碰前的速度 (1分)
B碰前的速度 (1分)
由于碰撞時間極短,兩者碰撞近似動量守恒,設(shè)碰后兩者的共同速度為v,則
(2分)
代入數(shù)據(jù)得
解得 (1分)
AB相碰時距斜面底端的高度 (1分)
設(shè)AB滑下斜面后停在距P點(diǎn)S3遠(yuǎn)處。由動能定理得:
(3分)
代入數(shù)據(jù)解得: (1分)
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