2017-2018学年同步备课人教版选修3-5 专题4 动量和能量观点的综合应用
2017-2018学年同步备课人教版选修3-5 专题4 动量和能量观点的综合应用第2页

程机械能也守恒.以向右为正方向,在小物块上升过程中,由水平方向系统动量守恒得:mv0cos θ=(m+M)v,故A错误,B正确;系统机械能守恒,由机械能守恒定律得:mgh+(m+M)v2=mv,故C错误,D正确.

2.如图2所示,在光滑水平地面上,质量为M的滑块上用轻杆及轻绳悬吊质量为m的小球,轻绳的长度为L.此装置一起以速度v0向右滑动.另一质量也为M的滑块静止于上述装置的右侧.当两滑块相撞后,便粘在一起向右运动,求:

图2

(1)两滑块相撞过程中损失的机械能;

(2)当小球向右摆到最大高度时两滑块的速度大小.

答案 (1)Mv (2)

解析 (1)两滑块相撞过程,由于碰撞时间极短,小球的位置还没有发生改变,两滑块已经达到共同速度,因此悬线仍保持竖直方向.由动量守恒定律,有

Mv0=2Mv,得v=v0

该过程中,损失的机械能为

ΔE=Mv-×2Mv2=Mv

(2)两滑块碰撞完毕后,小球上升到最高点的过程,系统在水平方向上所受合外力为零,动量守恒,小球上升到最高点时,系统有相同的水平速度,则

2Mv+mv0=(2M+m)v′

解得,v′=.

3.如图3所示,水平光滑地面上停放着一辆质量为M的小车,小车左端靠在竖直墙壁上,其左侧半径为R的四分之一圆弧轨道AB是光滑的,轨道最低点B与水平轨道BC相切,BC=2R,整个轨道处于同一竖直面内.将质量为m的物块(可视为质点,其中M=2m)从A点无初速度释放,物块与小车上表面BC之间的动摩擦因数为0.5.求物块相对BC运动的位移.(g=10 m/s)