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【如图所示,在光滑的水平面上有一辆小车处于静止状态,小车的上表面左端AB部分是水平的轨道,右侧BC是一段光滑的14圆弧轨道,圆弧的底端恰好与AB段相切,小车质量M=8kg,现有一质量m=2kg】
1人问答
问题描述:

如图所示,在光滑的水平面上有一辆小车处于静止状态,小车的上表面左端AB部分是水平的轨道,右侧BC是一段光滑的14圆弧轨道,圆弧的底端恰好与AB段相切,小车质量M=8kg,现有一质量m=2kg的物块,以初速度v0=10m/s从A点冲上小车,并沿BC上滑,然后恰好沿轨道返回到A点,已知物块与小车上表面AB部分的动摩擦因数μ=0.2,求:

(1)小物块返回到A点的速度大小;

(2)小车上表面AB部分的长度l;

(3)要使物块不从C点冲出,14圆弧BC的半径R的最小值.

傅建国回答:
  (1)小物块和小车组成的系统在水平方向上的动量是守恒的,小物块恰好返回到A点,所以小物块返回到A点时和小车的速度相同,设它们的共同速度为v,则有:   mv0=(m+M)v,   代入数据解得v=2m/s.   (2)小物块返回到A点时,小物块的动能减少,小车的动能增加,系统的内能增加,由能量守恒定律得,   12mv
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