【选修3-5选做题】如图所示,质量为m1=3kg的光滑圆弧形轨道ABC与一质量为m2=1kg的物块P紧靠着(不粘连)静置于光滑水平面上,B为半圆轨道的最低点,AC为轨道的水平直径,轨道半径

◎ 题目

【选修3-5选做题】
如图所示,质量为m1=3kg的光滑圆弧形轨道ABC与一质量为m2=1 kg的物块P紧靠着(不粘连)静置于光滑水平面上,B为半圆轨道的最低点,AC为轨道的水平直径,轨道半径R=0.3 m。一质量为m3 =2 kg的小球(可视为质点)从圆弧轨道的A处由静止释放,g取10m/s2,求:
(1)小球第一次滑到B点时的速度v1
(2)小球第一次经过B点后,相对B能上升的最大高度h。

◎ 答案

解:(1)设小球第一次滑到B点时的速度为v1,轨道和P的速度为v2,取水平向左为正方向
由水平方向动量守恒有(m1+m2)v2+m3v1=0
根据系统机械能守恒
联立解得v1=-2 m/s,方向向右;v2=1m/s,方向向左
(2)小球经过B点后,物块P与轨道分离,小球与轨道水平方向动量守恒,且小球上升到最高点时与轨道共速,设为v
m1v2+m3v1=(m1+m3)v
解得v=-0.2 m/s,方向向右
由机械能守恒
解得h=0.27 m

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“【选修3-5选做题】如图所示,质量为m1=3kg的光滑圆弧形轨道ABC与一质量为m2=1kg的物块P紧靠着(不粘连)静置于光滑水平面上,B为半圆轨道的最低点,AC为轨道的水平直径,轨道半径…”主要考查了你对  【机械能守恒定律】,【动量守恒定律的应用】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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