一辆质量M=3kg的小车静止在光滑的水平面上,小车上都是一半径R=0.6m的[1/4]光滑圆弧面,其末端离地面的高度h=

一辆质量M=3kg的小车静止在光滑的水平面上,小车上都是一半径R=0.6m的[1/4]光滑圆弧面,其末端离地面的高度h=1.25m,且末端切线水平,如图所示.在小车上圆弧面的最高点锁定一质量m=1kg的光滑小球,某时刻解除锁定,小球沿圆弧面滚下,则小球脱离圆弧面的瞬间的速度大小为______m/s,在小球落地的瞬间,小球与小车末端的水平距离为______m.
pinkshow 1年前 已收到1个回答 举报

akai2002 花朵

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解题思路:小球在圆弧面上运动的过程,对系统运用机械能守恒和动量守恒求出小球脱离圆弧面的瞬间速度和小车的速度.小球离开小车后做平抛运动,小车做匀速直线运动,求出两者的水平位移,确定出小球和小车末端的水平距离.

设小球脱离圆弧面时的瞬时速度为v1,小车的速度为v2
小球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒,规定向右为正方向,有:0=mv1+Mv2
系统机械能守恒,有:mgR=
1
2mv12+
1
2Mv22
代入数据,联立解得v1=3m/s,v2=-1m/s.
根据h=
1
2gt2得,t=

2h
g=

2×1.25
10=0.5s,
则小球与小车末端的水平距离为x=(v1-v2)t=(3+1)×0.5m=2m.
故答案为:3,2.

点评:
本题考点: 动量守恒定律.

考点点评: 解决本题的关键知道小球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒,两球组成的系统机械能守恒,结合动量守恒定律和机械能守恒定律综合求解.

1年前

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