如圖,A為有光滑曲面的固定軌道,軌道底端的切線方向是水平的,質(zhì)量M
1=0.5kg,M
2=0.4kg的小車B、C緊靠著靜止于軌道右側的光滑水平面上,其上表面與軌道底端在同一水平面上,一質(zhì)量為m=0.1kg的物體,以6m/s的初速度從軌道頂端滑下,沖上小車B后,最終與C車相對靜止以1.8m/s的速度前進,若軌道頂端與底端高度差h=3.2m,取g=10m/s
2,物塊與車板面間動摩擦因數(shù)μ=0.2.
求:①最后M
1=的速度v
1?
②物體沖上小車后,到與C車相對靜止經(jīng)歷的時間t;
③系統(tǒng)在整個過程中克服摩擦力所做的功.
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/b03533fa828ba61e915088ab4234970a314e59f3.jpg)
①物體m在光滑的軌道上下滑的過程,只有重力做功,機械能守恒,則得:
m+mgh=
mv2代人數(shù)據(jù)解得:v=
=
m/s=10m/s
m在B、C上滑行過程,對于物體m、B、C組成的系統(tǒng)所受的合外力為零,滿足動量守恒,取向右為正方向,則有:
mv=M
1v
1+(m+M
2)v
2解得:v
1=
=
m/s=0.2m/s
②對物體m,取向右為正方向,根據(jù)動量定理得:-μmgt=mv
2-mv
解得:t=-
=-
s=4.1s
③在整個過程中,對于三個物體組成的系統(tǒng),由能量守恒定律得系統(tǒng)克服摩擦力所做的功為:
W
f=
mv2-
M
1v
-
(m+M
2)v
=[
×0.1×102-
×0.5×0.22-
×(0.1+0.4)×1.82]J=4.18J
答:①最后M
1=的速度v
1為0.2m/s.
②物體沖上小車后,到與C車相對靜止經(jīng)歷的時間t為4.1s;
③系統(tǒng)在整個過程中克服摩擦力所做的功為4.18J.