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在光滑的冰面上,放置一个截面为四分之一圆的半径足够大的光滑自由曲面,一个坐在冰车...

在光滑的冰面上,放置一个截面为四分之一圆的半径足够大的光滑自由曲面,一个坐在冰车上的小孩手扶小球静止在冰面上.某时刻小孩将小球以v=2m/s的速度向曲面推出(如图所示).已知小孩和冰车的总质量为m1=40kg,小球质量为m2=2kg,曲面质量为m3=10kg.试求小孩将球推出后还能否再接到球,若能,则求出再接到球后人的速度,若不能,则求出球再滑回水平面上的速度.

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整个过程中没有摩擦力,系统的动量守恒,根据动量守恒计算小球和人分开后的人的速度的大小,在根据动量守恒计算球和曲面作用之后,小球的速度,比较两个速度的大小,即可判断小球能否追上人,若能追上,就能接到球,若不能追上,就不能接到球. 【解析】 人推球过程,水平方向上动量守恒:0=m2v-m1v1, 代入数据得:v1=0.1m/s 球和曲面相互作用时,水平方向动量守恒:m2v=-m2v2+m3v3, 机械能守恒:, 得: ∵v2>v1,所以人能再接住球. 人接球过程(以向右为正),由动量守恒有:m1v1+m2v2=(m1+m2)v共, ∴. 答:人能再接住球,接到球后人的速度为m/s.
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考点分析:
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(1)碰撞结束瞬间A、B的共同速度v1
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(1)相碰前A的速度大小.
(2)碰撞过程中的能量损失.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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