Question

【题目】如图所示，一质量M=0.4kg的滑块放在光滑水平面上处于静止状态，滑块左侧为一光滑的圆弧，水平面恰好与圆弧相切．质量m=0.1kg的小球（视为质点）以v0=5m/s的初速度向右运动冲上滑块．取g=10m/s2．若小球刚好没有冲出圆弧的上端，求：

(1)小球上升到滑块上端时的速度大小；

(2)圆弧的半径；

(3)滑块获得的最大速度．

Answer 1

【答案】(1)1m/s；(2)1m；(3)2m/s．

【解析】

(1)当小球刚好上升到滑块上端时，小球与滑块水平方向速度相同，设为v1，以水平向右为正方向，在水平方向上，由动量守恒定律得：

代入数据得：v1=1m/s

(2)由机械能守恒定律得：

代入数据解得圆弧的半径为：R=1m

(3)小球到达最高点以后又滑回，滑块仍做加速运动，当小球离开滑块时滑块速度最大．研究小球开始冲上滑块一直到离开滑块的整个过程，以水平向右为正方向，由动量守恒定律得：

由机械能守恒定律得：

解得：