Question

在光滑的水平地面上放有一质量为M带光滑弧形槽的小车，一个质量为m的小铁块以速度沿水平槽口滑去，如图所示，求：
（1）铁块能滑至弧形槽内的最大高度？（设不会从左端滑离Ｍ）
（2）若，则铁块从右端脱离小车后将作什么运动？
（3）小车的最大速度？

Answer 1

解：（1）当铁块滑至弧形槽中的最高处时，m与M有共同的水平速度，等效于完全非弹性碰撞，由于无摩擦力作功，故系统减小的动能转化为m的势能。根据系统水平动量守恒：而可解得：（2）当铁块滑至最大高度后返回时，M仍在做加速运动，其最大速度是在铁块从右端脱离小车时。而铁块和小车间挤压，分离过程，属于弹性碰撞模型，有（1）（2）由（1）（2）式得：，小车的最大速度为（3）当时，，，铁块将作自由落体运动。