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如图所示,质量M,半径R的光滑半圆槽第一次被固定在光滑水平地面上,质量为m的小球...

如图所示,质量M,半径R的光滑半圆槽第一次被固定在光滑水平地面上,质量为m的小球,以某一初速度冲向半圆槽刚好可以到达顶端C然后放开半圆槽其可以自由运动,m小球又以同样的初速冲向半圆槽,小球最高可以到达与圆心等高的B点,g=10m/s2

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试求:①半圆槽第一次被固定时,小球运动至C点后平抛运动的水平射程X=?

②小球质量与半圆槽质量的比值m/M为多少?

 

①2R ②3:2 【解析】 试题分析:①小球刚好可以到达顶端C,说明刚好由重力提供向心力:,所以到达C点时的速度为,小球由C点做平抛运动 竖直方向上的位移:,所以运动的时间为: 水平方向上的位移: ②半圆槽第一次被固定时,对小球运用动能定理:, 解得v02=5gR,然后放开半圆槽后,m小球又以同样的初速冲向半圆槽, 对m、M系统根据动量守恒定律:mv0=(m+M)v2 所以: 对m、M系统根据动能定理有: 所以 化简得 考点:动能定理;牛顿定律;动量守恒定律  
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