题目内容

8.质量为M的小车静止在光滑水平面上,车上是一个四分之一圆周的光滑轨道,轨道下端切线水平.质量为m的小球沿水平方向从轨道下端以初速度v0滑上小车,重力加速度为g,如图所示.已知小球不从小车上端离开小车,小球滑上小车又滑下,与小车分离时,小球与小车速度方向相反,速度大小之比等于1:3,则m:M的值为(  )
A.1:3B.3:1C.3:5D.5:3

分析 系统在水平方向动量守恒,由动量守恒定律列式,同时系统机械能守恒,再由机械能守恒列式求解,联立已知条件可求得质量之比.

解答 解:设小球的初速度方向为正方向,由动量守恒可知:
mv0=Mv1-mv2
$\frac{{v}_{1}}{{v}_{2}}$=$\frac{3}{1}$
对整体有机械能守恒定律可得:
$\frac{1}{2}$mv02=$\frac{1}{2}$Mv12+$\frac{1}{2}$mv22
联立解得:$\frac{m}{M}$=$\frac{3}{5}$
故选:C.

点评 本题考查动量守恒及机械能守恒的应用,要注意分析两守恒定律的条件,只要符合条件即可由守恒列式求解.

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