Question

【題目】如圖所示，A為一具有光滑曲面的固定軌道，軌道底端是水平的，質(zhì)量M=40kg小車B靜止于軌道右側(cè)，其板面與軌道底端靠近且在同一水平面上，一個(gè)質(zhì)量m=20kg的物體C以2.0m/s的初速度從軌道頂滑下，沖上小車B后經(jīng)一段時(shí)間與小車相對靜止并繼續(xù)一起運(yùn)動(dòng)．若軌道頂端與底端水平面的高度差h為0.8m，物體與小車板面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為0.40，小車與水平面間的摩擦忽略不計(jì)，（取g=10m/s2）求：

（1）從物體沖上小車到與小車相對靜止所用的時(shí)間；
（2）物體沖上小車后相對于小車板面滑動(dòng)的距離．

Answer 1

【答案】
（1）解：物體下滑過程機(jī)械能守恒

∴

物體與小車作用過程動(dòng)量守恒mv2=（m+M）V

∴

對車動(dòng)量定理有：μmgt=MV

答：從物體沖上小車到與小車相對靜止所用的時(shí)間 ；

（2）解：物體相對于小車板面滑動(dòng)，摩擦力做功轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能，由能量守恒有

代入數(shù)據(jù)解得：

答：物體沖上小車后相對于小車板面滑動(dòng)的距離 m．

【解析】（1）物體C下滑過程機(jī)械能守恒列出等式，根據(jù)物體相對于小車板面滑動(dòng)過程動(dòng)量守恒求出共同的速度，然后對小車使用動(dòng)量定理求出時(shí)間；（2）物體相對于小車板面滑動(dòng)，摩擦力做功轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能，由能量守恒求解．
【考點(diǎn)精析】掌握功能關(guān)系和機(jī)械能守恒及其條件是解答本題的根本，需要知道當(dāng)只有重力（或彈簧彈力）做功時(shí)，物體的機(jī)械能守恒；重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少:W G =E p1 -E p2；合外力對物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化:W 合 =E k2 -E k1 （動(dòng)能定理）；除了重力（或彈簧彈力）之外的力對物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化:W F =E 2 -E 1；在只有重力（和彈簧彈力）做功的情形下，物體動(dòng)能和重力勢能（及彈性勢能）發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變．