(1)平板车和小物块组成的系统,水平方向动量守恒,解除锁定前,总动量为零,故小物块到达圆弧最高点A时,二者的共同速度v共=0 设弹簧解除锁定前的弹性势能为Ep,上述过程中系统能量守恒,则有 Ep=mgR+μmgL 代入数据解得 Ep=7.5J (2)设小物块第二次经过O"时的速度大小为vm,此时平板车的速度大小为vM,研究小物块在平板车圆弧面上的下滑过程,由系统动量守恒和机械能守恒有 0=mvm-MvM mgR=mvm2+MvM2 代入数据解得 vm=2.0m/s (3)最终平板车和小物块相对静止时,二者的共同速度为0. 设小物块相对平板车滑动的路程为S,对系统由能量守恒有 Ep=μmgS 代入数据解得S=1.5m 则距O"点的距离x=S-L=0.5m 答: (1)解除锁定前弹簧的弹性势能是7.5J; (2)小物块第二次经过O′点时的速度大小是2m/s; (3)小物块与车最终相对静止时距O′点的距离是0.5m. |