Question

【题目】如图所示，在光滑水平面上停放着质量为m、装有光滑弧形槽的小车，一质量为2m的小球以水平初速度v0沿槽口向小车滑去，到达某一高度后，小球又返回右端，则(　　)

A. 小球将做自由落体运动

B. 小球将向左做平抛运动

C. 小车此过程中先向左运动后向右运动

D. 小球在弧形槽内上升的最大高度为

Answer 1

【答案】B

【解析】

AB．设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，整个过程中动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：2mv0=2mv1+mv2…①，
由动能守恒定律得：2mv02=2mv12+mv22…②，
由立①②解得：v1=v0，v2=v0，
所以小球与小车分离后将向左做平抛运动，故A错误，B正确。
C．此过程中小球对小车一直有斜向左下方的作用力，则小车一直向左加速运动，选项C错误；

D．当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，设该高度为h，系统在水平方向动量守恒，以向左为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得：2mv0=3mv；由机械能守恒定律得；2mv02=3mv2+mgh ，解得：h=，故D错误。