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對小球A在最低點受力分析,由牛頓第二定律得:FN-Mg=M
v02 |
R |
解得:F=3Mg,
由牛頓第三定律可知,A球?qū)壍缐毫Υ笮?Mg.
(2)A球與B球碰撞的過程中動量守恒,規(guī)定向右為正方向:Mv0=2Mv1,
由能量守恒得:Q=
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2 |
1 |
2 |
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2 |
(3)由于水平面光滑,小球A下滑的過程中,對小球A與軌道組成的系統(tǒng),規(guī)定向右為正方向,由動量守恒得:
0=Mv1-2Mv2
且
. |
v1 |
. |
v2 |
解得:s2=
R |
3 |
(4)A球下滑到最低點時,由機械能守恒定律得:MgR=
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2 |
對兩小球碰撞過程,規(guī)定向右為正方向,由動量守恒得:Mv1=2Mv3
由題意知,兩小球與軌道組成的系統(tǒng)相對靜止,減振裝置儲存彈性勢能最大,對兩小球與軌道組成的系統(tǒng),規(guī)定向右為正方向,由動量守恒得:
2Mv3-2Mv2=4Mv4,v4=0,
由能量守恒得:Ep=
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1 |
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1 |
2 |
解得:Ep=
2 |
3 |
答:(1)若軌道固定,則A球到圓弧軌道最低點時對軌道的壓力大小為3Mg;
(2)若軌道固定,則A球與B球碰撞過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為
1 |
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(3)若軌道不固定,則A球到圓弧軌道最低點過程中軌道運動的距離為
R |
3 |
(4)若軌道不固定,則減振裝置的最大彈性勢能為
2 |
3 |