如图所示,一水平面上P点左侧光滑,右侧粗糙,质量为m的劈A在水平面上静止,上表面光滑,A轨道右端与水平

2025-05-05 07:37:34
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(1)小球C下滑时,A、C组成的系统动量守恒,
由动量守恒定律得:mvC+mvA=0,则vA=-vC ①,
由机械能守恒定律得:mgh=

1
2
mvA2+
1
2
mvC2
即:gh=
1
2
vA2+
1
2
vC2,10×0.9=
1
2
vA2+
1
2
vC2  ②,
由①②解得:vC=3m/s;
(2)B与C碰撞过程动量守恒,
由动量守恒定律得:mvC=mvC′+MvB
即:m×3=mvC′+2mvB,3=vC′+2vB ③,
碰撞过程无机械能损失,由机械能守恒定律得:
1
2
mvC2=
1
2
mvC2+
1
2
MvB2
即:
1
2
mvC2=
1
2
mvC2+
1
2
2mvB2
vC2=vC2+2vB2,32=vC2+2vB2 ④,
由③④解得:vB=2m/s,vC′=-1m/s,负号表示方向向左;
碰撞后B向右做匀减速运动,最终速度变为零而静止,
由动量定理得:-μMgt=0-MvB,即:-0.2×M×10×t=0-M×2,
解得:t=1s;
答:(1)小球C与劈A分离时,C的速度为3m/s;(2)小球C与物块B碰后的速度大小为1m/s,方向向左,物块B的运动时间为1s.