题目内容
【题目】如图所示,放在光滑水平地面上的小车固定一个金属制成的U形管,小车连同U形管质量为M,U形管底部呈半圆形,内部光滑。质量为m(M=3m)的光滑小球直径略小于U形管内径,以水平初速度v0从U形管下口内射入,小球速度改变180°角后从上管口射出,
整个运动过程重力对小球运动影响忽略不计。
(1)当小球从U形管中射出时,小球和小车的速度各是多大?
(2)当小球经过U形管底部半圆最左端时,小球的速度是多大?
【答案】(1) , ;(2)
【解析】(1)设小球射出U形管时,小球和小车的速度分别为和
由动量守恒定律得:
由机械能守恒定律得:
根据已知条件解得
,小球的速度大小为
,小车的速度大小为
(2)小球过圆弧最左侧点时,两者有共同水平速度v,设小球对地速度为v′,则,
解得,
练习册系列答案
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