Question

【题目】如图所示，光滑的轨道固定在竖直平面内，其O点左边为水平轨道，O点右边的曲面轨道高度h＝0.45m，左右两段轨道在O点平滑连接。质量m＝0.10kg的小滑块a由静止开始从曲面轨道的顶端沿轨道下滑，到达水平段后与处于静止状态的质量M＝0.30kg的小滑块b发生碰撞，碰撞后小滑块a恰好停止运动。取重力加速度g＝10m/s2，求

（1）小滑块a通过O点时的速度大小；

（2）碰撞后小滑块b的速度大小

（3）碰撞过程中小滑块a、b组成的系统损失的机械能。

Answer 1

【答案】（1）3m/s；（2）1m/s；（3）0.3J。

【解析】

（1）小滑块从曲线轨道上下滑的过程中，

由机械能守恒定律得：

代入数据解得，小滑块a通过O点时的速度：v0＝3m/s；

（2）碰撞过程系统动量守恒，以向左为正方向，

由动量守恒定律得：mv0＝Mv1，

代入数据解得 v1＝1m/s；

（3）碰撞过程中小滑块a、b组成的系统损失的机械能：△E＝mv02﹣Mv12，

代入数据解得△E＝0.3J