如圖12所示,在距水平地面高為h處有一半徑為R的1/4圓弧軌道,圓弧軌道位于豎直平面內(nèi),軌道光滑且末端水平,在軌道的末端靜置一質(zhì)量為m的小滑塊A,F(xiàn)使另一質(zhì)量為m的小滑塊B從軌道的最高點由靜止釋放,并在軌道的最低點與滑塊A發(fā)生碰撞,碰后粘合為一個小滑塊C。已知重力加速度為g。求:

(1)滑塊C對軌道末端的壓力大小。

(2)滑塊C在水平地面上的落地點與軌道末端的水平距離。

 

(1)  3mg       (2)


解析:

(1)滑塊B沿軌道下滑過程中,機械能守恒,設(shè)滑塊BA碰撞前瞬間的速度為v1,則                                                                     mgR=。 …………1分

滑塊B與滑塊A碰撞過程沿水平方向動量守恒,設(shè)碰撞后的速度為v2,則

               mv1=2mv2 。      …………1分

設(shè)碰撞后滑塊C受到軌道的支持力為N,根據(jù)牛頓第二定律,對滑塊C在軌道最低點有                                                                  N-2mg=2mv/R ,…………1分

聯(lián)立各式可解得,                                     N=3mg。  …………1分

根據(jù)牛頓第三定律可知,滑塊C對軌道末端的壓力大小為N′=3mg!1分

(2)滑塊C離開軌道末端做平拋運動,設(shè)運動時間t,根據(jù)自由落體公式,

     h=gt2 !1分

滑塊C落地點與軌道末端的水平距離為s=v2t ,…………1分

聯(lián)立以上各式解得s=。  …………1分

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖12所示,游泳池寬度L=15 m,水面離岸邊的高度為0.5 m,在左岸邊一標桿上裝有一A燈,A燈距地面高0.5 m,在右岸邊站立著一個人,E點為人眼的位置,人眼距地面高1.5 m.若此人發(fā)現(xiàn)A燈經(jīng)水面反射所成的像與左岸水面下某處的B燈經(jīng)折射后所成的像重合,已知水的折射率為1.3,則B燈在水面下多深處?(B燈在圖中未畫出)?

圖12

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖12所示,游泳池寬度L=15 m,水面離岸邊的高度為0.5 m,在左岸邊一標桿上裝有一A燈,A燈距地面高0.5 m,在右岸邊站立著一個人,E點為人眼的位置,人眼距地面高1.5 m.若此人發(fā)現(xiàn)A燈經(jīng)水面反射所成的像與左岸水面下某處的B燈經(jīng)折射后所成的像重合,已知水的折射率為1.3,則B燈在水面下多深處?(B燈在圖中未畫出)?

圖12

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖13-1-12所示,游泳池寬度L=15 m,水面離岸邊的高度為0.5 m,在左岸邊一標桿上裝有一A燈,A燈距地面高0.5 m,在右岸邊站著一個人,E點為人眼的位置,人眼距地面高1.5 m.若此人發(fā)現(xiàn)A燈光經(jīng)水面反射所成的像與左岸水面下某處的B燈光經(jīng)折射后所成的像重合,已知水的折射率為1.3,則B燈在水面下多深處?(B燈在圖中未畫出)

圖13-1-12

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖13-1-12所示,游泳池寬度L=15 m,水面離岸邊的高度為0.5 m,在左岸邊一標桿上裝有一A燈,A燈距地面高0.5 m,在右岸邊站著一個人,E點為人眼的位置,人眼距地面高1.5 m.若此人發(fā)現(xiàn)A燈光經(jīng)水面反射所成的像與左岸水面下某處的B燈光經(jīng)折射后所成的像重合,已知水的折射率為1.3,則B燈在水面下多深處?(B燈在圖中未畫出)

13-1-12

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