问题 问答题

如图所示在光滑水平地面上,停着一辆玩具汽车,小车上的平台A是粗糙的,并靠在光滑的水平桌面旁,现有一质量为m的小物体C以速度v0沿水平桌面自左向右运动,滑过平台A后,恰能落在小车底面的前端B处,并粘合在一起,已知小车的质量为M,平台A离车底平面的高度OA=h,又OB=s,求:(1)物体C刚离开平台时,小车获得的速度;(2)物体与小车相互作用的过程中,系统损失的机械能.

答案

(1)物体C与小车组成的系统动量守恒,

由动量守恒得:mv0=mv1+Mv2

物体C离开平台后做平抛运动,

在竖直方向上:h=

1
2
gt2

在水平方向上,物体C做匀速直线运动,

小车在水平方向上做匀速直线运动,两者位移差等于s,

由运动学公式得:s=(v1-v2)t,

由以上三式解得得:v2=

(mv0-sm
g
2h
)
M+m

(2)最后车与物体以共同的速度v向右运动,系统动量守恒,

由动量守恒定律得:mv0=(M+m)v,解得:v=

mv0
M+m

∴由能量守恒定律得,系统损失的机械能△E=

1
2
mv02+mgh-
1
2
(M+m)v2

解得△E=mgh+

Mm
v20
2(M+m)

答:(1)物体C刚离开平台时,小车获得的速度为:

(mv0-sm
g
2h
)
M+m

(2)物体与小车相互作用的过程中,系统损失的机械能为mgh+

Mm
v20
2(M+m)

多项选择题
单项选择题 A1/A2型题