D。g=10m/s2,求
(1)m2在圆形轨道最低点C的速度为多大? (2)光滑圆形轨道半径R应为多大? 12.(12分)(1)设球m1摆至最低点时速度为v0,由小球(包括地球)机械能守恒 12mV102 ( 3 分)
V1?2gL?2?10?0.8m/s?4m/sm1gL?m1与m2碰撞,动量守恒,设m1、m2碰后的速度分别为v1、v2。 选向右的方向为正方向,则 mV10?mV11?m2V2 (2 分) 4 =0.2×(-2 )+0.8×v2 解得 v2=1.5 m/s ( 2 分) 即 0.2×
(2) m2在CD轨道上运动时,由机械能守恒有
1 12m2V22?m2g(2R)?m2VD ① ( 2 分)
222 m2VD ② (1 分 ) 由小球恰好通过最高点D点可知,重力提供向心力,即m2g?R由①②得V22=5gR 故 R=0.045 m. (2 分)
13.(12分)质量为M的小车置于光滑水平面上。小车的上表面由1/4圆弧和平面组成,车的右端固定有一不计质量的弹簧,圆弧AB部分光滑,半径为R,平面BC部分粗糙,长为L,C点右方的平面光滑。滑块质量为m ,从圆弧最高处A无初速下滑(如图),与弹簧相接触并压缩弹簧,最后又返回到B相对于车静止。求: (1)BC部分的动摩擦因数?;
(2)弹簧具有的最大弹性势能;
(3)当滑块与弹簧刚分离时滑块和小车的速度大小.
A
13. (12分)
(1)mgR??mg?2l, ∴??(2)EP?mgR??mgl?(3) EP?B
C
R 3分 2lmgR 3分 2112mv12?Mv2 2分 22mv1?Mv2?0 2分
解得:v1?mMRg v2?MM?mMRg ) 2分
M?m 14.(20分)如图所示,A、B、C三个小球位于同一水平面上,他们大小相同,B、C质量相等,都是A球质量的一半,B、C两球开始静止,A球以速度v0向右运动,要使A球能分别将B、C两球撞上高度分别为h1=0.8m、h2=0.2m的平台(且都不再返回)。已知A和B的碰撞没有机械能损失,A和C碰后粘在一起,不计一切摩擦,求v0的范围。
14 设B、C质量为m,A质量为2m,A、B碰后瞬间速度为v1、v2
2mv0=2mv1+mv2
111222mv0?2mv12?mv2 222解出: v1?v04v,v2?0 --------------------------4′ 3312mv2?mgh1,得出v0?3m/s --------------3′ 212欲使A与B碰后不能达到h1高度,2mv1?2mgh,得出v0?12m/s--------------3′
2欲使B能达到h1高度,
欲使A与C碰后能一起上升到h2高度,
2mv1=3mv2 ---------------------------------------2′
123mv3?3mgh2,得出v0?9m/s------------------------------------------3′ 2综上可知 9m/s?v0?12m/s----------------------------------2′