
小朋友的弹射玩具可简化为储能装置和质量为m的滑块组成,如图甲所示。左端带有挡板的足够长的轨道固定在水平面上,已知每个弹射玩具在轨道上的弹射距离均为L。现把2个弹射玩具如图乙所示紧靠在一起,先触发弹射玩具1,当整体停止运动时再触发玩具2,此时玩具1和2分离,玩具2继续向前滑至最远处。已知储能装置释放能量的时间忽略不计,滑块滑块可视作质点,滑块与轨道摩擦因数为,重力加速度为g,求:
(1)玩具1释放后整体滑行的最大距离;
(2)玩具2释放后瞬间玩具1的速度大小;
(3)玩具2最终停止位置与挡板的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】利用动量守恒及能量守恒解决(类)碰撞问题、能量守恒定律的简单应用
【详解】(1)设储能装置释放的机械能为E,则弹射玩具释放后滑行距离L过程中,根据能量守恒,有
玩具1释放后整体滑行过程中,根据能量守恒,有
两式联立,得
(2)玩具2释放后瞬间两玩具组成的系统动量守恒,有
根据能量守恒,有
求得
(3)设玩具2触发后滑行的过程中,根据能量守恒,有
其中
求得
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