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所属学校:学历教育 科目:高中物理 2024-11-19 09:33:26 高中物理

如图甲所示,放在光滑水平地面上的长木板质量M=05kg,木板右端放一质量m=05kg的滑块(可视为质点),滑块与木板间的动摩擦因数1=04;滑块的正上方有一悬点O,通过长l=08m的轻绳吊一质量m0=10kg的小球现将小球拉至与O点处于同一水平位置,由静止释放,小球摆至最低点时与滑块发生正碰,且m0与m只碰一次,小球碰后的动能与其向上摆动高度的关系如图乙所示,g取10m/s2,求:

2

(1)碰前瞬间绳子对小球拉力的大小;

(2)碰后瞬间滑块速度的大小;

(3)要使滑块不会从木板上滑下,则木板的长度应滿足什么条件?

【答案】

(1)30N (2)1 (3)1m

【解析】

(1)设小球摆动到最低点速度为1,绳对小球拉力为T,由机械能守恒定律得:

2 2分

解得:3 1分

由牛顿第二定律得:4 2分

解得:5 1分

(2)设碰后小球、滑块速度分别为67

由图像可得:8

得:9,或10 2分

小球与滑块碰撞过程动量守恒,得:11 2分

解得:12,或13

计算碰撞前后的总动能可知:14,合理 1分

15,不合理 1分

所以碰后滑块速度只能取12 1分

(3)当滑块和长木板共速时滑块恰好在木板的最右端,设板长为16

由动量守恒得:17 2分

由功能原理得:18 2分

解得:l=1m 1分

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