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如图所示,质量为M,内有半径为R的半圆形轨道的槽体放在光滑的水平面上,左端紧靠一...

如图所示,质量为M,内有半径为R的半圆形轨道的槽体放在光滑的水平面上,左端紧靠一台阶,质量为m的小球从A点由静止释放,若槽内光滑,求小球上升的最大高度.

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根据机械能守恒定律求出小球滑到底端时的速度,小球从最低点向上运动时,墙壁对系统没有弹力,M与m组成的系统在水平方向上动量守恒,当小球运动到最大高度时,系统具有共同的速度,结合动量守恒定律和系统机械能守恒定律求出小球上升的最大高度. 【解析】 设小球由A点落至圆弧最低点时的速度为v,由机械能守恒定律知mgR=mv2 解得v= 小物体向上运动的过程中,m与M组成的系统在水平方向的动量守恒 mv=(M+m)v' v’为小球滑互最高点时m与M的共同速度,解得v’= 此过程中系统机械能守恒,即mv2-(M+m)v'2=mgh 解得m上升的最大高度h= 答:小球上升的最大高度h=.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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