Question

在光滑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V₀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m不会从左端滑离M)
(2)小车的最大速度；
(3)若M＝m，则铁块从右端脱离小车后将作什么运动？

Answer 1

（1）（2）（3）自由落体运动

(1)铁块滑至最高处时，有共同速度V，
由动量守恒定律得：mV₀＝(M+m)V 　 ①（1分）
由能量守恒定律得：
 　　　②（2分）
由①②解得：（1分）
(2)铁块从小车右端滑离小车时，小车的速度最大为V_１，此时铁块速度为V_２，由动量守恒定律得：　　mv＝MV_１+　mV_２    ③（1分）
由能量守恒定律得：　 　　　　　④（2分）
由③④解得：　　（1分）
(3)由上面③④解得:　　　  ⑤（1分）
由已知当M＝m时，由⑤得：V₂＝０（1分）
又因铁块滑离小车后只受重力，所以做自由落体运动．（1分）