Question

如圖所示，質(zhì)量均為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的A、B兩物體緊挨著放在水平面上的O點(diǎn)，左邊有豎直墻壁M，右邊在P點(diǎn)與光滑的、半徑為R的圓弧槽相連，MO＝ON＝R。A物體與水平面間的摩擦力忽略不計(jì)，B物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5。開(kāi)始時(shí)兩物體靜止。現(xiàn)讓A物體以初速度向左開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，設(shè)A與豎直墻壁、A與B均發(fā)生無(wú)機(jī)械能損失的碰撞。已知重力加速度為g。要使B物體第一次被A碰撞后，恰能上升至圓弧槽最高點(diǎn)P點(diǎn)，求：

 (a)A物體的初速度為多少？

(b)B物體最終停在何處？

 

Answer 1

（a） （b）

            

解析:（a）因A 、B相互作用時(shí)無(wú)機(jī)械能損失同時(shí)動(dòng)量也守恒，故A、B碰撞是一定在O點(diǎn)進(jìn)行且速度互換。                                                 （3分）

要使B物體恰能上升至圓弧最高點(diǎn)P點(diǎn)，求A物體的初速度，即是求B物體在O點(diǎn)向右出發(fā)的速度。對(duì)B物體從O點(diǎn)至P點(diǎn)，由動(dòng)能定理得：

                       （2分）

 解之得                                            （1分）

（b）若不變，設(shè)B物體在ON間運(yùn)動(dòng)的總路程為s

對(duì)B物體用動(dòng)能定理：                      （2分）

所以                

故B物體最終停在N點(diǎn)。                                      （1分）