质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车的上表面是一光滑的曲面,末端是水平的,如下图所示,小车被挡板P挡住,质量为优的物体从距地面高H处自由下落,然后沿光滑的曲面继

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 机械能守恒定律/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目



质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车的上表面是一光滑的曲面,末端是水平的,如下图所示,小车被挡板P挡住,质量为优的物体从距地面高H处自由下落,然后沿光滑的曲面继续下滑,物体落地点与小车右端相距,若撤去挡板P,物体仍从原处自由落下,求物体落地时落地点距离小车右端多远?

◎ 答案

s   

◎ 解析

运动分析:当小车被挡住时,物体落在小车上沿曲面向下滑动,对小车有斜向下方的压力,由于P的作用小车处于静止状态,物体离开小车时速度为,最终平抛落地。当去掉挡板,由于物对车的作用,小车将向左加速运动,动能增大,物体相对车滑动的同时,随车一起向左移动,整个过程机械能守恒,物体滑离小车时的动能将比在前一种情况下小,最终平抛落地,小车同时向前运动,所求距离是物体平抛过程中的水平位移与小车位移的和。求出此种情况下,物体离开车时的速度,及此时车的速度以及相应运动的时间是关键,由于在物体与小车相互作用过程中水平方向动量守恒,这是解决间关系的具体方法。
(1)挡住小车时,求物体滑落时的速度
物体从最高点下落至滑离小车时机械能守恒,设车尾部(右端)离地面高为
则有      ①
由平抛运动的规律       ②                  ③
(2)设去掉挡板时物体离开小车时速度为,小车速度为
物体从最高点至离开小车之时系统机械能守恒
      ④
物体与小车相互作用过程中水平方向动量守恒         ⑤
此式不仅给出了大小的关系,同时也说明了是向右的
物体离开车后对地平抛     ⑥                  ⑦
车在时间内SJ前的位移 ⑧
比较式⑦、③,得
解式①、④、⑤,得
此种情况下落地点距车右端的距离

◎ 知识点

    专家分析,试题“质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车的上表面是一光滑的曲面,末端是水平的,如下图所示,小车被挡板P挡住,质量为优的物体从距地面高H处自由下落,然后沿光滑的曲面继…”主要考查了你对  【机械能守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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