题目内容

【题目】如图所示,在光滑水平面上有质量均为m的两辆小车AB,A车上表面光滑水平,其上表面左端有一质量为M的小物块C(可看做质点).B车上表面是一个光滑的圆弧槽,圆弧槽底端的切线与A的上表面相平.现在AC以共同速度v0冲向静止的B车,A、B碰后粘合在一起,之后物块C滑离A,恰好能到达B的圆弧槽的最高点.已知M=2m,v0=4m/s,取g=10m/s2.求

(1)圆弧槽的半径R.

(2)当C最终滑离A时,C的速度.

【答案】(1)圆弧槽的半径R0.1m.

(2)当C最终滑离A时,C的速度为2m/s.

【解析】(1)A、B碰撞过程,A、B系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得: 代入数据解得:v=2m/s,

A、B碰撞后,A、B、C系统在水平方向动量守恒,C到达圆弧轨道最高点时,三者速度相等,以向右为正方向,由动量守恒定律得:

代入数据解得:

系统机械能守恒,由机械能守恒定律得:代入数据解得:R=0.1m;

(2)A、B、C系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向,C离开A过程,在水平方向,由动量守恒定律得:

由机械能守恒定律得:

代入数据解得:

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