题目内容
如图，是固定在水平面上的横截面为“
”形的光滑长直导轨槽，槽口向上，槽内放置一金属滑块，滑块上有半径为R的半圆柱形光滑凹槽，金属滑块的宽度为2R，比“
”形槽的宽度略小．现有半径为r（r＜＜R）的金属小球以水平初速度v0冲向滑块，从滑块上的半圆形槽口边缘进入．已知金属小球的质量为m，金属滑块的质量为3m，全过程中无机械能损失．求：
（1）当金属小球滑离金属滑块时，金属小球和金属滑块的速度各是多大；
（2）当金属小球经过金属滑块上的半圆柱形槽的底部A点时，对金属滑块的作用力是多大．
”形的光滑长直导轨槽，槽口向上，槽内放置一金属滑块，滑块上有半径为R的半圆柱形光滑凹槽，金属滑块的宽度为2R，比“
”形槽的宽度略小．现有半径为r（r＜＜R）的金属小球以水平初速度v0冲向滑块，从滑块上的半圆形槽口边缘进入．已知金属小球的质量为m，金属滑块的质量为3m，全过程中无机械能损失．求：
（1）当金属小球滑离金属滑块时，金属小球和金属滑块的速度各是多大；
（2）当金属小球经过金属滑块上的半圆柱形槽的底部A点时，对金属滑块的作用力是多大．
（1）小球与滑块相互作用过程中，沿水平方向动量守恒，则有：mv0=mv1+3mv2
又因为系统机械能守恒：
m
=
m
+
3m
得 v1=-
v0，方向向左．v2=
v0，方向向右．
（2）当金属小球通过A点时，沿导轨方向金属小球与金属滑块具有共同速度v，沿A点切线方向的速度为v′，由动量守恒和机械能守恒得
mv0=（m+3m）v
m
=
(m+3m)v2+
mv′2
解得 v′=
v0
由牛顿第二定律得N=
=
即为对金属块的作用力大小为
答：
（1）当金属小球滑离金属滑块时，金属小球的速度大小是
v0，方向向左，金属滑块的速度大小为
v0，方向向右．
（2）当金属小球经过金属滑块上的半圆柱形槽的底部A点时，对金属滑块的作用力是
．
又因为系统机械能守恒：
| 1 |
| 2 |
| v | 20 |
| 1 |
| 2 |
| v | 21 |
| 1 |
| 2 |
| v | 22 |
得 v1=-
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
（2）当金属小球通过A点时，沿导轨方向金属小球与金属滑块具有共同速度v，沿A点切线方向的速度为v′，由动量守恒和机械能守恒得
mv0=（m+3m）v
| 1 |
| 2 |
| v | 20 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
解得 v′=
| ||
| 2 |
由牛顿第二定律得N=
| mv′2 |
| R |
3m
| ||
| 4R |
即为对金属块的作用力大小为
3m
| ||
| 4R |
答：
（1）当金属小球滑离金属滑块时，金属小球的速度大小是
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
（2）当金属小球经过金属滑块上的半圆柱形槽的底部A点时，对金属滑块的作用力是
3m
| ||
| 4R |
练习册系列答案
相关题目
的电阻，ab杆的电阻
．ab杆与导轨接触良好并不计摩擦，整个装置放置在磁感应强度为
的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向下．对ab杆施加一水平向右的拉力，使之以
速度在金属轨道上向右匀速运动．求：
的电流；
的电阻，ab杆的电阻
．ab杆与导轨接触良好并不计摩擦，整个装置放置在磁感应强度为
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的电流；