如圖所示,在傾角為θ的斜面上放置一內(nèi)壁光滑的凹槽A,凹槽A與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=,槽內(nèi)緊靠右擋板處有一小物塊B,它與凹槽左擋板的距離為d.A、B的質(zhì)量均為m,斜面足夠長.現(xiàn)同時由靜止釋放A、B,此后B與A擋板每次發(fā)生碰撞均交換速度,碰撞時間都極短.已知重力加速度為g.求:

(1)物塊B從開始釋放到與凹槽A發(fā)生第一次碰撞所經(jīng)過的時間t1
(2)B與A發(fā)生第一次碰撞后,A下滑時的加速度大小aA和發(fā)生第二次碰撞前瞬間物塊B的速度大小v2
(3)凹槽A沿斜面下滑的總位移大小x.

(1)(2)(3)x=d 

解析試題分析:(1)設(shè)B下滑的加速度為aB,則
 
A所受重力沿斜面的分力  
所以B下滑時,A保持靜止
 
解得    
(2)釋放后,B做勻加速運動,設(shè)物塊B運動到凹槽A的左擋板時的速度為v1,根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律得  
第一次發(fā)生碰撞后瞬間A、B的速度分別為v1、0,此后A減速下滑,則
 
解得 ,方向沿斜面向上
A速度減為零的時間為t1,下滑的位移大小為x1,則
   
在時間t1內(nèi)物塊B下滑的距離,所以發(fā)生第二次碰撞前凹槽A已停止運動,則B下滑距離x1與A發(fā)生第二次碰撞     

解得    
(3)方法一:設(shè)凹槽A下滑的總位移為x,由功能關(guān)系有

解得  x=d  
方法二:由(2)中的分析可知 
第二次碰后凹槽A滑行的距離 
同理可得,每次凹槽A碰后滑行的距離均為上一次的一半,則

考點:此題為牛頓定律及運動公式綜合應(yīng)用問題,除考查拗斷第二定律及運動公式以及能量關(guān)系外,還考查分析判斷綜合論證的能力。

練習冊系列答案
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A.經(jīng)典力學也適用于微觀或高速的物體
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如圖所示,一個表面光滑的斜面體M置于水平地面上,它的兩個斜面與水平面的夾角分別為α、β,且α<β,M的頂端裝有一定滑輪,一輕質(zhì)細繩跨過定滑輪后連接A、B兩個小滑塊,細繩與各自的斜面平行,不計繩與滑輪間的摩擦,A、B恰好在同一高度處于靜止狀態(tài).剪斷細繩后,A、B滑至斜面底端,M始終保持靜止,則(  )

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B.兩滑塊到達斜面底端時的速率相同
C.兩滑塊到達斜面底端時,滑塊A重力的瞬時功率較大
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(1)求飛機在水平跑道運動的時間及到達傾斜跑道末端時的速度大小;
(2)為了使飛機在傾斜跑道的末端達到起飛速度100 m/s,外界還需要在整個水平軌道對飛機施加助推力,求助推力F的大小。

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