题目内容
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(1)物块运动到圆弧轨道最高点时,车的速度为多大?
(2)物块上升到最高点时,距B点的竖直高度为多少?
(3)小球离开车时,车的速度为多大?
分析:1、在光滑水平地面上,水平方向的合力为零,所以系统水平方向上动量守恒,列出等式求解
2、小球在最大高度时,竖直方向小球的速度为零,而水平方向上又不能越过小车,所以小球在最大高度时二者速度相等.根据能量守恒列出等式求解.
3、根据系统水平方向上动量守恒,列出等式求解.
2、小球在最大高度时,竖直方向小球的速度为零,而水平方向上又不能越过小车,所以小球在最大高度时二者速度相等.根据能量守恒列出等式求解.
3、根据系统水平方向上动量守恒,列出等式求解.
解答:解:(1)小球在最大高度时,竖直方向小球的速度为零,而水平方向上又不能越过小车,所以小球在最大高度时二者速度相等.
在光滑水平地面上,水平方向的合力为零,所以系统水平方向上动量守恒,列出等式
mv0=(M+m)v
v=1m/s
(2)小球从开始到最大高度时,对于系统,根据能量守恒列出等式:
mgh=
-
(M+m)v2
h=0.6m
所以物块上升到最高点时,距B点的竖直高度为0.6-0.5m=0.1m
(3)小球离开车时,设小球的速度大小v′,方向向右,
根据系统水平方向上动量守恒,规定向左为正方向,列出等式:
mv0=-mv′+Mv″
根据能量守恒得小球离开车时,
=
+
联立解得:v′=2m/s v″=2m/s
(1)物块运动到圆弧轨道最高点时,车的速度为1m/s
(2)物块上升到最高点时,距B点的竖直高度为0.1m
(3)小球离开车时,车的速度为2m/s
在光滑水平地面上,水平方向的合力为零,所以系统水平方向上动量守恒,列出等式
mv0=(M+m)v
v=1m/s
(2)小球从开始到最大高度时,对于系统,根据能量守恒列出等式:
mgh=
1 |
2 |
mv | 2 0 |
1 |
2 |
h=0.6m
所以物块上升到最高点时,距B点的竖直高度为0.6-0.5m=0.1m
(3)小球离开车时,设小球的速度大小v′,方向向右,
根据系统水平方向上动量守恒,规定向左为正方向,列出等式:
mv0=-mv′+Mv″
根据能量守恒得小球离开车时,
1 |
2 |
mv | 2 0 |
1 |
2 |
mv′ | 2 |
1 |
2 |
Mv″ | 2 |
联立解得:v′=2m/s v″=2m/s
(1)物块运动到圆弧轨道最高点时,车的速度为1m/s
(2)物块上升到最高点时,距B点的竖直高度为0.1m
(3)小球离开车时,车的速度为2m/s
点评:本题是系统水平方向动量守恒和能量守恒的问题,应用动量守恒时一定要注意方向问题.
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A、mg | B、2mg | C、3mg | D、4mg |