Question

12．如图，带有光滑弧形轨道的小车质量为m，放在光滑水平面上，一质量也是m的小铁块，以速度v沿轨道水平端向上滑去，至某一高度后再向下返回，则当铁块回到小车右端时，将（　　）

• A． 以速度v做向右平抛运动
• B． 静止于车上
• C． 以小于v的速度向左做平抛运动
• D． 做自由落体运动

Answer 1

分析 系统水平方向动量守恒，系统机械能守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律，求出铁块离开车时的速度，即可判断铁块的运动情况．

解答 解：小铁块和小车组成的系统水平方向不受外力，系统水平方向的动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：
mv=m_车+mv_铁
系统的机械能守恒，由机械能守恒定律得：
$\frac{1}{2}$mv₀²=$\frac{1}{2}$mv_车²+$\frac{1}{2}$mv_铁²
解得铁块离开车时：v_铁=0，v_车=v
所以铁块离开车时将做自由落体运动，故D正确，A、B、C错误．
故选：D．

点评 解决本题关键是能够把动量守恒和机械能守恒结合起来，要知道接触面光滑时，往往考虑系统的机械能是否守恒．