Question

( 18分)如圖所示，P物體推壓著輕彈簧置于A點(diǎn)，Q物體放在B點(diǎn)靜止,P和Q的質(zhì)量均為物體，它們的大小相對(duì)于軌道來(lái)說(shuō)可忽略。光滑軌道ABCD中的AB部分水平，BC部分為曲線，CD部分為直徑d=5m圓弧的一部分， 該圓弧軌跡與地面相切，D點(diǎn)為圓弧的最高點(diǎn)，各段連接處對(duì)滑塊的運(yùn)動(dòng)無(wú)影響�，F(xiàn)松開P物體，P沿軌道運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)，與Q相碰后不再分開，最后兩物體從D點(diǎn)水平拋出，測(cè)得水平射程S=2m，() 求：

（1）兩物塊水平拋出拋出時(shí)的速度

（2）兩物塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧的壓力N

（3）輕彈簧被壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能

 

Answer 1

【答案】

（1）V₁=2m/s   （2）N=16.8N      （3）E_p=208J

【解析】

試題分析：（1）兩物體從D開始做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)拋出時(shí)的速度為V₁，有：    ① (2分)

     ② (2分)  解得：V₁=2（m/s）  ③ (1分)

（2）兩物體在最高點(diǎn)有：④ (2分)

解得：N=16.8（N）  ⑤ (2分)

由牛頓第三定律知兩物體對(duì)圓弧壓力為16.8N   ⑥ (1分)

（3）設(shè)P在碰撞前瞬間速度為V₀，碰撞后瞬間速度為V₂，兩物體碰撞由動(dòng)量守恒定律得：

   ⑦ (2分)

兩物體碰后從B滑至D由機(jī)械能守恒得：  ⑧ (2分)

P被輕彈簧彈出過(guò)程由機(jī)械能守恒得：     ⑨ (2分)

解③⑦⑧⑨得：E_p=208（J）     ⑩ (2分)

評(píng)分說(shuō)明：③⑤各1分；①②④⑥⑦⑧⑨⑩各2分。

考點(diǎn)：平拋運(yùn)動(dòng)   動(dòng)量守恒   能量守恒