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如图所示,光滑水平面上有带有1/4光滑圆弧轨道的滑块,其质量为M,一质量为m的小球,以速度v0沿平面滑上轨道,并从轨道上端飞出,问小球上升到离水平面多高处?()
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问题描述:

如图所示,光滑水平面上有带有1/4光滑圆弧轨道的滑块,其质量为M,一质量为m的小球,以速度v0沿平面滑上轨道,并从轨道上端飞出,问小球上升到离水平面多高处?()

陈家实回答:
  小球与滑块组成的系统在水平方向上动量守恒,当小球飞出轨道瞬间,因轨道上端的切线方向是竖直的,所以小球与滑块有相同的水平速度v,小球另外还有竖直分速度,它从轨道上端飞出后对地做斜抛运动;以小球与滑块组成的系统为研究对象,系统水平方向动量守恒,以小球的初速度方向为正方向,   在水平方向,由动量守恒定律得:mv0=(M+m)v,   在整个运动过程中,系统机械能守恒,设小球上升到最高点时,离水平面高为h,   由械能守恒定律得:12mV
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