問題詳情:
小車的上面是由如圖所示的中突的兩個對稱曲面組成,整個小車的質量爲m,原來靜止在光滑的水平面上.今有一個質量也爲m且可看作質點的小球,以水平速度v從左端滑上小車,恰好到達小車的最高點後,又從另一個曲面滑下.關於這個過程,求:
(1)小球在滑上曲面的過程中,小車所受到的衝量大小
(2)車上曲面的豎直高度
【回答】
(1) (2)
【解析】(1)由小球恰好到最高點,知道兩者有共同速度
對於車、球組成的系統,由水平方向動量守恆定律列式爲mv=2mv′ (2分)
得共同速度v′=v/2 (1分)
對小車由動量定理得: (2分)
即 (1分)
(2)由於小球原來的動能爲,小球到最高點時系統的動能爲
,所以系統動能減少了 (2分)
如果曲面光滑,則減少的動能等於小球增加的重力勢能
即 (2分)
得 (2分)
顯然這是最大值,如果曲面粗糙,高度還要小些,所以車上曲面的豎直高度最高爲
(1分)
知識點:曲線運動
題型:計算題