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2 |
对小球A在最低点受力分析,由牛顿第二定律得:FN-Mg=M
v02 |
R |
解得:F=3Mg,
由牛顿第三定律可知,A球对轨道压力大小为3Mg.
(2)A球与B球碰撞的过程中动量守恒,规定向右为正方向:Mv0=2Mv1,
由能量守恒得:Q=
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
(3)由于水平面光滑,小球A下滑的过程中,对小球A与轨道组成的系统,规定向右为正方向,由动量守恒得:
0=Mv1-2Mv2
且
. |
v1 |
. |
v2 |
解得:s2=
R |
3 |
(4)A球下滑到最低点时,由机械能守恒定律得:MgR=
1 |
2 |
1 |
2 |
对两小球碰撞过程,规定向右为正方向,由动量守恒得:Mv1=2Mv3
由题意知,两小球与轨道组成的系统相对静止,减振装置储存弹性势能最大,对两小球与轨道组成的系统,规定向右为正方向,由动量守恒得:
2Mv3-2Mv2=4Mv4,v4=0,
由能量守恒得:Ep=
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
解得:Ep=
2 |
3 |
答:(1)若轨道固定,则A球到圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小为3Mg;
(2)若轨道固定,则A球与B球碰撞过程中产生的内能为
1 |
2 |
(3)若轨道不固定,则A球到圆弧轨道最低点过程中轨道运动的距离为
R |
3 |
(4)若轨道不固定,则减振装置的最大弹性势能为
2 |
3 |