Question

（18分）如圖，豎直固定軌道abcd段光滑，長為L=1．0m的平臺de段粗糙，abc段是以O(shè)為圓心的圓弧．小球A和B緊靠一起靜止于e處，B的質(zhì)量是A的4倍．兩小球在內(nèi)力作用下突然分離，A分離后向左始終沿軌道運(yùn)動, 與de段的動摩擦因數(shù)μ=0．2，到b點(diǎn)時軌道對A的支持力等于A的重力的, B分離后平拋落到f點(diǎn)，f到平臺邊緣的水平距離S= 0．4m,平臺高h(yuǎn)=0．8m，g取10m/s²，求：

   （1）（8分）AB分離時B的速度大小v_B；

   （2）（5分）A到達(dá)d點(diǎn)時的速度大小v_d；

   （3）（5分）圓弧abc的半徑R．

 

Answer 1

（1）v_B=1 m/s

（2）v_d= 2 m/s

（3）R=0．5m

解析:

   （1）解: （1）B分離后做平拋運(yùn)動,由平拋運(yùn)動規(guī)律可知:

h=gt²……．．．3分    v_B=s/t……．．．3分）   代入數(shù)據(jù)得: v_B=1 m/s……．．．2分）

   （2）AB分離時，由動量守恒定律得：

       m_Av_e=m_Bv_B……．．．2分）   A球由 e到d根據(jù)動能定理得:

       -μm_Agl=m_Av_d²-m_Av_e²……．．．2分）      代入數(shù)據(jù)得: v_d= 2 m/s……．．．1分）

   （3）A球由d到b根據(jù)機(jī)械能守恒定律得: 

       m_AgR+m_Av_b²=m_Av_d²……．．．2分）    A球在b由牛頓第二定律得:

       m_Ag- m_Ag=m_Av_b²/R……．．．2分）      代入數(shù)據(jù)得:R=0．5m……．．．1分）