一道关于动量守恒的物理题

如图13题
2024-11-24 09:54:44
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回答1:

1、以水平向右为正方向,设A到C点的速度为Vc,到D点速度为Vd。在D点,重力提供向心力,有:mAg=mAVd2/R 由动能定理:-mAg2R=?mAVd2-?mAVc2 二式联动,得Vc=√5gR=5√2R 设C点对A的支持力为Fc,由牛二定律,得Fc-mAwg=mAVc2/R,代入求得Fc=mAVc2/R+mAg=6mg=60m 2、根据动量守恒:-mAVc+mBVb=0,得Vb=mAVc/mB=5√2R/2 3、假设B滑上小车后与小车同速,设为V1。由动量守恒:mBVb=(mB+M)V1,代入求得V1=mBVb/(mB+M)=√5gR/5=√2R B和小车共速时,设B与小车相对位移为L1,小车移动位移为S1。由系统能量守恒定律,得:μmBgL1=?mBVb2-?(mB+M)V12,另由小车的动能定理,得μmBgS1=?MV12-0。分别代入求解,得L1=15R/80。说明B能冲上右边的半圆。 4、若B恰好滑到T点时停止,不脱离圆轨道。由动能定理得:-mBgr=0-?mBVp2,求得r=Vp2/2g=3R/40 若B恰能滑过圆的最高点Q时,也不脱离圆轨道。设B到Q点时速度为Vq,此时重力提供向心力,有:mBg=mBVq2/r 由动能定理:-mBg2r=?mBVq2-?mBVp2 两式联立,得r=Vp2/5g=3R/100 综上所述,B若不脱离圆轨道,r必须满足r≤3R/100或r≥3R/40

回答2:

在竖直方向有个动量守恒,竖直方向的共同速度变小,所以B后落地,而A先落地。
不是上面那位讲的合力的原因。

回答3:

取初速度的方向为正方向,由动量守恒,
m0v0+mv=m0v0'+mv'
由能量守恒,
m0v0²/2+mv²/2=m0v0'²/2+mv'²/2
解方程组得v0'=(m0-m)/(m0+m)*v0+2m/(m0+m)*v
由于m0<(m0-m)/(m0+m)=(m0/m-1)/(m0/m+1)≈(0-1)/(0+1)=-1
2m/(m0+m)=2/(m0/m+1)≈2/(0+1)=2
所以v0'=-1*v0+2*v=2v-v0