如图1所示,AB是固定在竖直平面内倾角θ=37°的粗糙斜面,轨道最低点B与水平粗糙轨道BC平滑连接,BC的长

2025-05-17 19:06:20
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回答1:

解:(1)根据牛顿第二定律和运动学规律可得:
mgsinθ-μmgcosθ=ma
代入数据解得:a=4m/s2 
由v2=2asAB
得:v=8m/s
由v=at
得t=2s   
v-t图象如图所示:
(2)BC段滑行,则有:μmgsBC=

1
2
mv2?
1
2
m
v

解得:v1=6m/s  
PQ碰撞,则有动量守恒:mv1=mv2+Mv3
能量关系有:
1
2
mv12
1
2
mv22+
1
2
Mv32

位置关系有:v2≤v3
联立解得:2m/s≤v2≤4m/s  
平抛运动有:h=
1
2
gt12
,x=v2t1
解得:2m≤x≤4m
(3)机械能损失最大对应完全非弹性碰撞,此时有:mv1=(m+M)v
根据动能定理:E =mgsABsin37°?
1
2
(m+M)v2

代入数据得:△E=72J  
答:(1)在图2中画出物块P在斜面AB上运动的v-t图如图所示.
(2)计算碰撞后,物块P落地时距C点水平位移x的范围为2m≤x≤4m.
(3)计算物块P落地之前,全过程系统损失的机械能的最大值为72J.