Question

【题目】如图所示，质量M=5kg的小车静止在光滑水平地面上，小车左侧AB部分水平，右侧BC部分为半径R=0.5m的竖直光滑圆弧面，AB与BC恰好在B点相切，CD为竖直侧壁。质量m=1kg的小滑块以v0=6m/s的初速度从小车左端的A点滑上小车，运动到B点时与小车相对静止一起向前运动，之后小车与右侧竖直墙壁发生碰撞，碰撞前后无能量损失。已知滑块与小车AB段间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g=10m/s2，求：

（1）小车与墙壁碰撞前的速度大小；

（2）小车AB段的长度；

（3）试通过计算说明：小车与墙壁碰撞后，滑块能否从C点滑出。

Answer 1

【答案】（1）1m/s；（2）3m；（3）不能。

【解析】

（1）取滑块和小车为研究对象，向右为正方向，则由动量守恒可得

解得：

即小车刚与墙壁碰撞时的速度大小为1m/s

（2）从滑块刚滑上小车，到相对静止的过程中，由功能关系可知

解得：

L=3m

（3）小车与墙壁碰撞后，取向左为正方向，由滑块和小车组成的系统水平方向动量守恒，可得

解得：

再由碰后滑块上升过程中，滑块与小车组成的系统机械能守恒可得

解得

故不能从C点飞出。