Question

高二动量定理

如图所示，A为有光滑曲面的固定轨道，轨道底端的切线方向是水平的．质量M＝40 kg的小车B静止于轨道右侧，其上表面与轨道底端在同一水平面上．一个质量m＝20 kg的物体C以2.0 m/s的初速度从轨道顶端滑下，冲上小车B后经一段时间与小车相对静止并一起运动．若轨道顶端与底端的高度差h＝1.6 m．物体与小车板面间的动摩擦因数μ＝0.40，小车与水平面间的摩擦忽略不计．(取g＝10 m/s2)，求：(1)物体与小车保持相对静止时的速度v；(2)物体冲上小车后，与小车发生相对滑动经历的时间t；(3)物体在小车上相对滑动的距离d.

Answer 1

1、首先进行能量分析，局能量守恒定律：1/2mV1*V1+mgh=1/2mV2*V2 这样算出的是物体C滑到底端的速度V2=6
2、利用动量定理：mV2=(m+M)V3 这样算出的是C和B一起移动的速度 V3=2
3、在C和B相对滑动时对C做受力分析：C的合力为滑动摩擦力，做匀减速直线运动（其中a=μg），直到两物体做匀速直线运动。所以对物体C做运动分析：V3-V2=at求出时间t=1
4、V3*V3-V2*V2=2as注意，a是负的，求出s=4