如图所示,有一个可视为质点的质量为m=1kg的小物块,从光滑平台上的A点以V0=2m⼀s的初速度水平抛出,到达C

2025-05-09 07:03:24
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回答1:

( 1 ) 小物块在C点时的速度为:vC

v0
cos60°
2
0.5
m/s=4m/s
A到C的过程中机械能守恒,得:
1
2
m
v
+mgh=
1
2
m
v

代入数据解得:h=0.6m   
(2)小物块由C到D的过程中,由动能定理得:mgR(1?cos60°)=
1
2
m
v
?
1
2
m
v

代入数据解得:vD=2
5
m/s   
小球在D点时由牛顿第二定律得:FN?mg=
m
v
R

代入数据解得:FN=60N
由牛顿第三定律得:F'N=FN=60N,方向竖直向下.
(3)对物块和木板系统,系统在水平方向不受力,系统的动量守恒,选取向左为正方向,则小物块最终于木板速度相等,物块滑到长木板的最右端,两者速度相等时木板的长度最小.设它们共同的速度是v,由动量守恒定律得:
mvD=(M+m)v
得:v=
mvD
M+m
1×2
5
1+3
m/s=0.5
5
m/s
由能量守恒定律得:μmgL=
1
2
m
v
?
1
2
(m+M)v2

代入数据解得:L=3.75m,即木板的长度至少是3.75m.    
答:(1)AB的高度h为0.6m.
(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力为60N;
(3)要使小物块不滑出长木板,木板的长度L至少为3.75m.