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.