Question

如图，在光滑的水平面上有一辆很长的小车以速度v向右运动，小车的质量为M ，前方很远的地方有一与车等高的竖直光滑半径为R的半圆，直径AB在竖直方向上。现在有一个质量为m的滑块以同样的速度为v冲上小车，已知车的质量大于滑块的质量，滑块与车之间的动摩擦因数为μ。求：
（1）滑块的最终速度；
（2）滑块向左运动的最远距离；
（3）如果滑块冲上小车的瞬间，车与B的距离为，且M=3m，M与B处碰后立即停下，滑块能否通过A点？若能，求出滑块落点到B的距离。

Answer 1

（1）方向向右（2）（3）m无法到达B，无法通过A点

解析（1）  对Mm：相互作用过程，动量守恒，以向右为参考正方向：
  ………2分
方向向右…2分
（2）  对m：向左运动过程，v_t=0时，向左最远
 ……2分      ……2分
（3）  对M：从v到v₁的过程： ……2分  
…1分
∵S> S₁    
 ∴m与M相对静止后，M与B相碰……1分
对Mm：从v到v₁的过程：m相对M发生位移为L：
 ……2分   或……1分
碰后，对m:从v₁到最高点： ………………1分
∵＜       ………1分  
∴m无法到达B，无法通过A点。……1分