Question

如圖所示，小車的質量為M=3kg，車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，AB的長為,一質量為的小物塊，放在車的最右端，小物塊與車之間的動摩擦因數。車和小物塊一起以的速度在光滑水平面上勻速向左運動，小車撞墻后瞬間速度變為零，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點時的速度大小；

(3)小物塊從最高點返回后與車的速度相同時，小物塊距B端多遠。

Answer 1

（1）（2）（3）小物塊停在距離B點3m的位置上

解析:

（1）對小物塊從開始到上升到最高點的過程用能量守恒得

     

代入已知條件得

（2）對小物塊從開始到返回到B點的過程用動能定理得

代入已知得

（3）小物塊從B點向右滑行過程中，小物塊與車組成的系統動量守恒

代入已知條件得

小物塊相對車向右滑行的過程中，對系統用能量守恒得

由④⑤⑥⑦并代入已知條件得

即小物塊停在距離B點3m的位置上。