(2013•唐山三模)如图所示,在光滑水平面上有一沿有圆弧轨道的小车,其质量为m1,质量为m2的物体(可视为质点)从小车

(2013•唐山三模)如图所示,在光滑水平面上有一沿有圆弧轨道的小车,其质量为m1,质量为m2的物体(可视为质点)从小车的右侧以速度v0滑上小车,沿弧形轨道上升到一定高度(物体未越过小车)后下滑,最后从小车右端离开.不计一切阻力,求:
(1)物体上升的最大高度;
(2)通过计算讨论物体离开小车右端时的速度方向.
gm521521521 1年前 已收到1个回答 举报

penty9813 幼苗

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解题思路:(1)物体与小车组成的系统动量守恒、机械能守恒,由动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出物体上升的最大高度.
(2)在整个过程中,小车与物体组成的系统动量守恒,机械能守恒,由动量守恒定律与机械能守恒定律分析答题.

(1)物体从滑上小车到上升到最大高度过程中,系统水平方向动量守恒,以物体的速度方向为正方向,在水平方向,由动量守恒定律得:
m2v0=( m1+m2)v,
系统机械能守恒,由机械能守恒定律得:
[1/2m2
v20=
1
2(m2+m1)
v2 +m2gh,
解得物体上升的最大高度:h=
m1
v20
2(m1+m2)g];
(2)物体从滑上小车到离开小车的过程中,系统在水平方向动量守恒,以物块的初速度方向为正方向,在水平方向,由动量守恒定律得:
m2v0=m1v1+m2v2
系统机械能守恒,由机械能守恒定律得:
[1/2]m2v02=[1/2]m2v22+[1/2]m1v12
解得:v2=
m2−m1
m1+m2v0
如果m2>m1,则v2>0,物体向左抛出,
如果m2=m1,则v2=0,物体将做自由落体运动,
如果m2<m1,则v2<0,物体向右抛出;
答:(1)物体上升的最大高度h=
m1
v20
2(m1+m2)g;
(2)如果m2>m1,物体向左抛出;如果m2=m1,物体将做自由落体运动;如果m2<m1,物体向右抛出.

点评:
本题考点: 动量守恒定律.

考点点评: 本题考查了求物体上升的高度、物体离开小车时的速度方向,应用动量守恒定律与机械能守恒定律即可正确解题,解题时要注意正方向的选择.

1年前

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