如图所示，在小车的右端高h=0.20m的支架上固定着一个半径为R的1/4圆弧光滑导轨，一质量为研= 0.2kg的物体从圆弧的顶端无摩擦地滑下，离开圆弧后刚好落到

题文

如图所示，在小车的右端高h=0.20m的支架上固定着一个半径为R的1/4圆弧光滑导轨，一质量为研= 0.2kg的物体从圆弧的顶端无摩擦地滑下，离开圆弧后刚好落到车的左端边沿，车与支架的总质量M=2kg，车身长L=0.22m，车与水平地面间的摩擦不计，重力加速度g =10m/s²，求：
(1) 小球离开圆弧轨道下降高度h．所用的时间；
(2) 小球滑到圆弧底端时小球和车的速度大小；
(3) 圆弧半径R。

题型：未知 难度：其他题型

答案

(1)物体滑到圆弧底端后向左做平抛运动，所以有


            ——一（2分）


                ——————————（2分）
(2) 设物体滑到圆弧的底端时车速度为v₁，物体速度为v₂：物体在圆弧下滑的过程中，水平方向没有外力。对物体与车构成的系统，水平方向动量守恒：
O=Mv_l-Mv₂   一一一一一一（2分）
物体离开圆弧底端后向后做平抛运动，车向右做匀速直线运动，有
L=(v_l+v₂)t   一一一一一一一一（2分）
解得：

         ————————— (2分)


               一一一—一（2分）
(3) 物体从圆弧的顶端无摩擦地滑到圆弧底端过程，对物体与车构成的系统，机械能守恒：


            ——————————（2分）
由以上各式带入数据解得：


          ————————（2分）

解析

略

考点

据考高分专家说，试题“如图所示，在小车的右端高h=0.20m的.....”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。