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一质量为M的物块静止于光滑的水平面上,物块内有一条互通的光滑管道ABC,其中倾斜段AB与水平段BC的长度都为l,两段连接处是极小一段光滑圆弧,倾斜段AB与水平方向的夹角α=60°,现将一

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一质量为M的物块静止于光滑的水平面上,物块内有一条互通的光滑管道ABC,其中倾斜段AB与水平段BC的长度都为l,两段连接处是极小一段光滑圆弧,倾斜段AB与水平方向的夹角α=60°,现将一质量为m的光滑小滑块由A端口静止释放,管道内恰好可以容纳小滑块自由运动,求小滑块通过水平段BC过程中物块M所受重力的冲量.
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答案和解析
小球滑到B点的过程中,小球与滑块组成的系统,动量守恒,以向右为正,根据动量守恒定律有:0=mv-MV
根据机械能守恒有:mglsinα=
1
2
mv2+
1
2
MV2
且l=vt+Vt
解得:t=
Ml
3
(M+m)g

则重力的冲量为:I=Mgt=
M3gl
3
(M+m)
,物块M所受重力的冲量方向竖直向下.
答:小滑块通过水平段BC过程中物块M所受重力的冲量大小为
M3gl
3
(M+m)
,方向竖直向下.