题目内容
如图所示,在水平光滑桌面上放一质量为2m的玩具小车,在小车的左侧固定一光滑圆弧轨道(是小车的一部分),其末端处为水平。用手将小车固定在桌面上,然后将质量为m的小球从光滑圆弧轨道某位置由静止释放,小球离开轨道后落在车上A点,OA=s。若小车不固定时,将该小球从光滑圆弧轨道同一位置由静止释放,则小球将落在车上O点多远处? (设小车足够长,球不致落在车外)
解:当小车固定不动时,设小球离开轨道水平部分时的速度大小为v,从离开水平轨道到落到车上A点所花时间为t,有s=vt (1分)
当小车不固定时,设小球离开轨道水平部分时相对于地面的速度的大小为v1,车速的大小为v2,由动量守恒定律,mv1=2mv2 (3分)
由机械能守恒定律,两次小球离开轨道水平部分时的总动能相同,
则有: (3分〉
设小球落在车上A'处,OA'=s1,则由平抛运动规律可知: (1分)
解得: (1分)
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