Question

光滑水平面上有一质量为M滑块，滑块的左侧是一光滑的圆弧，圆弧半径为R="l.0" m。一质量为m的小球以速度v₀。向右运动冲上滑块。已知M= 4m，g取l0m/s²，若小球刚好没跃出圆弧的上端，求：

①小球的初速度v₀是多少?
②滑块获得的最大速度是多少?

Answer 1

（i）v₀=5m/s （ii）

（i）当小球上升到滑块上端时，小球与滑块水平方向速度相同，设为v₁，根据水平方向动量守恒有：   ………………① （2分）
因系统机械能守恒，所以根据机械能守恒定律有：
  ……………………②
解得v₀=5m/s   ……………………③ （2分）
（ii）小球到达最高点以后又滑回，滑块又做加速运动，当小球离开滑块后滑块速度最大。研究小球开始冲上滑块一直到离开滑块的过程，根据动量守怦和动能守恒有：
    ……………………④ （2分）
   ………………⑤ （2分）
本题考查动量守恒定律和能量守恒定律的结合问题，当滑到最高点时，两物体速度相同，水平方向不受外力动量守恒和机械能守恒，列式求解