Question

【题目】如图所示，小球A从半径的光滑圆弧轨道的上端P点以的初速度滑下，水平面光滑且与圆弧轨道末端相切，小球A到达水平面上以后，与静止于该水平面上的钢块B发生弹性碰撞，碰撞后小球A被反向弹回，B的质量沿原路返回恰能到达到P点，g取，求：

(1)小球A刚滑上水平面的速度大小．

(2)小球A的质量

Answer 1

【答案】(1)5m/s；(2)2kg

【解析】

(1)对A在光滑圆弧轨道上下滑过程，运用机械能守恒定律可以求出其刚滑上水平面的速度大小vA；

(2)A、B碰撞过程动量守恒、机械能守恒，碰撞后A的机械能守恒，由机械能守恒定律求得碰后A的速度，再对碰撞过程，运用动量守恒定律列式可以求出A的质量。

(1) A在光滑圆弧轨道上下滑过程中，只有重力做功，其机械能守恒，由机械能守恒定律得：

代入数据得：vA=5m/s；

(2)碰后，A返回过程，由机械能守恒定律得：

可得 vA′=4m/s

A、B碰撞过程动量守恒，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

mAvA=-mAvA′+mBvB′，

代入数据解得：mA=2kg。