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问题详情:
如图所示,质量的平板小车静止在光滑水平地面上,在小车左端放有质量m=0.2 kg的物块A(可视为质点),物块A与小车表面间的动摩擦因数,在物块A正上方l=0.45 m高处有一固定悬点,通过不可伸长的细绳悬挂一质量的物块B,把细绳拉至水平,由静止释放,物块B(视为质点)在最低点与物块A发生**碰撞.最终物块恰好不能从小车上滑下.重力加速度g=10 m/s2.求:
(1)物块B与物块A碰撞后瞬间细绳的拉力大小(计算结果保留两位有效数字);
(2)小车的长度.
【回答】
(1)F=1.2 N (2) x=0.8m
【分析】
(1)根据机械能守恒定律、动量守恒定律和牛顿第二定律即可求解;(2)根据动量守恒定律和动能定理即可求解.
【详解】
(1)设物块B刚到达最低点时,速度为v0,物块B自开始释放到运动至最低点过程中,由机械能守恒定律得:
物块B与物块A发生**碰撞,设碰后A、B的速度分别为v1、v2
由A、B碰撞前后动量守恒、机械能守恒有:
在A点,由牛顿第二定律有:
联立解得:F=1.2N
(2)物块A滑到小车右端时的速度与小车的相等,设物块和小车的共同速度大小为v
由动量守恒定律有:
由动能定理得:
联立解得:x=0.8 m.
【点睛】
本题关键是根据动量守恒定律、动能定理、机械守恒列式求解,同时分清楚物块A的运动过程.
知识点:生活中的圆周运动
题型:解答题
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