如图所示,一辆光滑曲面小车,静止在光滑水平面上,一木块以一定的速度开始沿小车曲面上滑,小车的质量为木块质量的4倍,当小车

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  • 解题思路:(1)当小车被固定时,木块沿曲面上滑过程,只有重力做功,机械能守恒,即可根据机械能守恒定律列式求出木块的初速度.

    (2)若小车不被固定时,木块上滑过程中小车向右运动,两者组成的系统水平方向不受外力,系统水平方向的动量守恒,同时遵守机械能守恒,根据两大守恒列式求解.

    (1)设木块的质量为m,小车的质量为4m.

    当小车被固定时,木块沿曲面上滑过程,只有重力做功,机械能守恒,则得:

    mgh=[1/2m

    v20] ①

    则得,小木块的初速度为 v0=

    2gh.②

    (2)若小车不被固定,设木块滑到最大高度时小车与木块的共同速度为v,最大高度为H.

    木块上滑过程中小车向右运动,两者组成的系统水平方向不受外力,系统水平方向的动量守恒,则得:

    mv0=(m+4m)v ③

    又系统的机械能守恒,则得:

    [1/2m

    v20]=[1/2(m+4m)v2+mgH ④

    联立②③④解得,H=

    4

    5]h.

    答:

    (1)小木块的初速度为

    2gh.

    (2)若小车不被固定,则木块沿曲面可上滑的最大高度为

    4

    5h.

    点评:

    本题考点: 动量守恒定律;机械能守恒定律.

    考点点评: 本题第2小题是两个物体相互作用问题,优先考虑系统的动量和机械能是否守恒,要准确选择物理规律进行分析和求解.

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