Question

5．如图所示，一辆小车装有光滑弧形轨道，总质量为m，停放在光滑水平面上．有一质量也为m的速度为v的铁球，沿轨道水平部分射入，并沿弧形轨道上升h后又下降而离开小车，离车后球的运动情况是（　　）

• A． 做自由落体运动
• B． 小球跟车有相同的速度
• C． 做平抛运动，速度方向跟车运动方向相反
• D． 做平抛运动，速度方向与车运动方向相同

Answer 1

分析 小球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒，轨道光滑，系统的机械能也守恒，根据动量守恒定律和机械能守恒定律求出小球返回右端时的速度，从而得出小球的运动情况．

解答 解：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，取水平向左为正方向，由动量守恒定律得：
  mv₀=mv₁+mv₂…①，
由动能守恒得：$\frac{1}{2}$mv₀²=$\frac{1}{2}$mv₁²+$\frac{1}{2}$mv₂²…②，
联立①②，解得：v₁=0，v₂=v₀，即小球与小车分离后二者交换速度，小球做自由落体运动；故A正确，BCD错误．
故选：A

点评 本题考查了动量守恒定律和能量守恒定律的综合，与弹性碰撞相似，由于小球和小车质量相等，小球离车后两者交换速度．