Question

如图所示，倾角为θ=30°的足够长的固定斜面上，在底端0处固定一垂直斜面的档板，斜面上OM段光滑，M点及以上均粗糙。质量为m的物块A在M点恰好能静止，有一质量为2m的光滑小物块B以初速度自N点滑向物块A，已知MN=L，AB间每次碰撞后即紧靠在一起但不粘连，每次AB与档板碰撞后均原速率弹回，求：

(1)A、B第一次碰撞后紧靠在一起的初速度；

(2)物块A在M点上方时，离M点的最大距离s；

 (3)系统由于摩擦和碰撞所产生的总内能E。

 

Answer 1

(1)  (2) (3) E=3mgL

解析:：

 (1)小物块B从N点运动到M点由动能定理，有：2mgLsinθ=×2-×2

解得：，为B即将与A碰撞时的速度。

A、B的碰撞过程动量守恒，有：

解得

 (2)A、B在MO之间运动过程机械能守恒，故A、B返回M点时速度仍为，且来到M点后由于A受到摩擦力作用，造成AB分离。

对A自M点往上运动运用动能定理，有：

其中摩擦力

解得：

(3)物块A、B最终紧靠一起在OM间作往复运动，由能的转化和守恒定律有：

解得：E=3mgL