如图所示，光滑的水平面上停放有一质量M=9kg的小车，小车的AB段水平，长s=5m，BC段为半径R=1m的六分...

问题详情：

如图所示，光滑的水平面上停放有一质量M=9kg的小车，小车的AB段水平，长s=5m，BC段为半径R=1m的六分之一圆弧轨道，AB段与BC段在B点相切且连接在一起。一质量m=1kg的小滑块（视为质点）在小车的左端A受到I=10N·s的水平向右的瞬时冲量由静止开始运动，并恰好能运动到圆弧轨道的最高点C，然后又恰好能返回到小车的左端A。已知AB段与BC段均由特殊材料制成，滑块从A到C的运动过程中，在AB段不受摩擦力作用，在BC段受到摩擦力作用；滑块从C到A的运动过程中，在BC段不受摩擦力作用，在AB段受到摩擦力作用。重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。求：

(1)滑块刚滑上B点时对圆弧轨道的压力大小；

(2)滑块在圆弧轨道中运动时系统损失的机械能；

(3)滑块从B运动到A的过程中，与AB段间的动摩擦因数μ。

【回答】

(1)110N；(2)40J；(3)

【详解】

(1)滑块从A到B的过程中不受摩擦力作用，所以该过程小车静止不动，滑块刚滑上BC段时小车的速度为0，滑块的速度满足

滑块刚滑上圆弧轨道的B点时

解得

由牛顿第三定律可知滑块刚滑上BC段时对圆弧轨道的压力大小为110N。

(2)滑块由B到C的运动过程中系统水平方向动量守恒，则有

又由功能关系可知

解得

即滑块在圆弧轨道中运动时系统损失的机械能为40J。

(3)滑块从C到A的运动过程中，系统水平方向动量守恒，则有滑块恰好返回到小车的A端时

即

又由功能关系可知

又因

解得

知识点：**碰撞和非**碰撞

题型：解答题