如图所示，半径为2R的圆弧轨道AB和半径为R的圆弧轨道BC相切于B点，两轨道置于竖直平面内，在C点的正上方有一厚度不计的旋转平台，沿平台的一条直径上开有两个小孔

题文

如图所示，半径为2R的

圆弧轨道AB和半径为R的

圆弧轨道BC相切于B点，两轨道置于竖直平面内，在C点的正上方有一厚度不计的旋转平台，沿平台的一条直径上开有两个小孔P、Q，两孔离轴心等距离，旋转时两孔均能到达C点正上方，平台离C点的高度为R，质量为2m的小球1自A点由静止开始下落，在B点与质量为m的2球作弹性碰撞，碰后2球过C点，且恰能无碰撞穿过小孔P.



(1)两球第一次碰撞后2球的速度大小
（2）欲使2球能从小孔Q落下，则平台的角速度w应满足什么条件？（不计所有阻力）

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）8

/3（2）

解析

（1）设小球1在B点速度大小为

则满足：
2mg*2R=

2mv₀²-0
得v₀＝

＝2

 
两球碰撞过程满足动量守恒和能量守恒,设两球碰后速度大小为v₁和v₂，则：
2m v₀＝2 m v₁＋m v₂
且

2m v₀²＝

2 m v₁²＋

m v₂²
所以v₂＝4 v₀／3＝8

/3 


 
（2）对碰后B球上升至P的过程，由能量守恒：


m v₂²＝

m v_P²+2mgR
v_P＝

 
而小球做竖直上抛的时间满足：

 
又因为

 
所以角速度


点评：本题考查了在碰撞过程中的动量守恒定律的应用。应用程度较高，在运用过程中要结合能量综合考虑。

考点

据考高分专家说，试题“如图所示，半径为2R的圆弧轨道AB和半径.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。

动量守恒定律

动量守恒定律：
1、内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
2、表达式：m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁'+m₂v₂'。
3、动量守恒定律成立的条件：
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零；
②系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多，如碰撞问题中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多，可以忽略不计；
③系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”：
①矢量性；②瞬时性；③相对性；④普适性。

动量守恒定律与机械能守恒定律的比较：

系统动量守恒的判断方法:

方法一：南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下：
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析，分清哪些是内力，哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零，或内力是否远大于外力，从而判断系统的动量是否守恒。
方法二：南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下：
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析，确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况，进而判定系统的动量是否守恒。