Question

如下圖所示，光滑的曲面軌道的水平出口跟停在光滑水平面上的平板小車的上表面相同，質量為m的小滑塊從光滑軌道上某處由靜止開始滑下并滑上平板小車，使得小車在光滑水平面滑動。已知小滑塊從光滑軌道上高度為H的位置由靜止開始滑下，最終停到板面上的Q點。若平板小車的質量為3m。用g表示本地的重力加速度大小，求：

   （1）小滑塊到達軌道底端時的速度大小；

   （2）小滑塊滑上車后，平板小車可達到的最大速度；

   （3）該過程系統產生的總內能。

Answer 1

（1）   （2）

（3）

   

解析:

（1）設小滑塊滑到軌道底端時的速度為v₁，在小滑塊沿軌道滑動的過程中， 

    由動能定理有： ………………2分，

    解得： ………………1分

   （2）小滑塊滑上平板小車直到與平板小車共速，平板小車獲得最大速度，設為v₂，

    有………………2分

    解得： ………………1分

   （3）由小滑塊和平板組成的系統在相同作用的過程中由能量守恒定律有： 

     …………2分