Question

如圖所示，小車(chē)的質(zhì)量為M=3kg，車(chē)的上表面左端為光滑圓弧BC，右端為水平粗糙平面AB，二者相切于B點(diǎn)，AB的長(zhǎng)為,一質(zhì)量為的小物塊，放在車(chē)的最右端，小物塊與車(chē)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。車(chē)和小物塊一起以的速度在光滑水平面上勻速向左運(yùn)動(dòng)，小車(chē)撞墻后瞬間速度變?yōu)榱�，但未與墻粘連。g取，求：

    (1)小物塊沿圓弧上升的最大高度；

    (2)小物塊再次回到B點(diǎn)時(shí)的速度大小；

(3)小物塊從最高點(diǎn)返回后與車(chē)的速度相同時(shí)，小物塊距B端多遠(yuǎn)。

Answer 1

（1）（2）（3）小物塊停在距離B點(diǎn)3m的位置上

解析:

（1）對(duì)小物塊從開(kāi)始到上升到最高點(diǎn)的過(guò)程用能量守恒得

     

代入已知條件得

（2）對(duì)小物塊從開(kāi)始到返回到B點(diǎn)的過(guò)程用動(dòng)能定理得

代入已知得

（3）小物塊從B點(diǎn)向右滑行過(guò)程中，小物塊與車(chē)組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒

代入已知條件得

小物塊相對(duì)車(chē)向右滑行的過(guò)程中，對(duì)系統(tǒng)用能量守恒得

由④⑤⑥⑦并代入已知條件得

即小物塊停在距離B點(diǎn)3m的位置上。