题文
光滑的水平面上,质量为m的小球以速度v0冲上静止放置的带有
光滑圆弧的质量为M的曲面体,已知曲面顶端切线竖直。若M未能越过曲面体,求球到达最高点时曲面体的速度以及曲面半径的最小值。
题型:未知 难度:其他题型
答案
解析
小球到达最高点时与曲面体有共同的速度v对小球的上冲过程,由水平方向动量守恒,得
mv0=(M+m)v 得小球到达最高点时的曲面体的速度为v =
设小球上升的最大高度为h,对这一过程,由机械能守恒得
mgh=
mv02-
(M+m)v2
得球上升的最大高度为h=
,此即曲面半径的最小值。
考点
据考高分专家说,试题“光滑的水平面上,质量为m的小球以速度v0.....”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。





