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如图所示,木块A和半径为r=0.5m的四分之一光滑圆轨道B静置于光滑水平面上,A、B质量mA=mB=2.0kg.现让A以v0=6m/s的速度水平向右运动,之后与墙壁碰撞,碰撞时间为t=0.2s,碰后速度大小变为v1=4m

题目详情
如图所示,木块A和半径为r=0.5m的四分之一光滑圆轨道B静置于光滑水平面上,A、B质量mA=mB=2.0kg.现让A以v0=6m/s的速度水平向右运动,之后与墙壁碰撞,碰撞时间为t=0.2s,碰后速度大小变为v1=4m/s.取重力加速度g=10m/s2.求:
①A与墙壁碰撞过程中,墙壁对木块平均作用力的大小;
②A滑上圆轨道B后到达最大高度时的共同速度大小.
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答案和解析
①设水平向左为正方向,当A与墙壁碰撞时,
由动量定理得:Ft=mAv1-mA•(-v0),解得:F=100N.
②A滑上圆轨道B后到达最大高度时,AB速度相等,设A、B的共同速度为v,以向左为正方向,
由系统水平方向动量守恒得:mAv1=(mA+mB)v2
解得:v2=2m/s;
答:①A与墙壁碰撞过程中,墙壁对木块平均作用力的大小为100N;
②A滑上圆轨道B后到达最大高度时的共同速度大小为2m/s.