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v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．
【答案】分析：（1）小球和滑块作用过程，水平方向上动量守恒，系统机械能守恒，据此列方程即可求解．
（2）当金属小球经过金属滑块上的半圆柱形槽的底部A点时二者具有相同速度，根据动量守恒和机械能守恒求出此时速度，然后根据向心力公式求解．
解答：解：（1）小球与滑块相互作用过程中，沿水平方向动量守恒，则有：mv=mv1+3mv2
又因为系统机械能守恒：
得
，方向向左．
，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
mv=（m+3m）v
解得
由牛顿第二定律得
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
，方向向左，金属滑块的速度大小为
，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
．
点评：本题考查了动量与能量的综合问题，对于这类问题注意选取研究对象，分析运动过程，根据相应规律求解．
（2）当金属小球经过金属滑块上的半圆柱形槽的底部A点时二者具有相同速度，根据动量守恒和机械能守恒求出此时速度，然后根据向心力公式求解．
解答：解：（1）小球与滑块相互作用过程中，沿水平方向动量守恒，则有：mv=mv1+3mv2
又因为系统机械能守恒：
得
，方向向左．，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
mv=（m+3m）v
解得
由牛顿第二定律得
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
，方向向左，金属滑块的速度大小为，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
．点评：本题考查了动量与能量的综合问题，对于这类问题注意选取研究对象，分析运动过程，根据相应规律求解．
练习册系列答案
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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
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；