如图所示,在光滑的水平面上停放着质量为m装有光滑弧形槽的小车,一质量也为m的小球以v0水平初速沿槽口长期迥小车滑去,到达
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解题思路:小球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒,当小球上升的最高点时,竖直方向上的速度为零,水平方向上与小车具有相同的速度,结合动量守恒和能量守恒求出上升的最大高度.根据动量守恒定律和能量守恒求出小球返回右端时的速度,从而得出小球的运动规律,根据动能定理得出小球对小车做功的大小.

A、设小球离开小车时,小球的速度为v1,小车的速度为v2,整个过程中动量守恒,得:

mv0=mv1+mv2…①

由动能守恒得:

1

2mv02=

1

2mv12+

1

2mv22…②

联立①②,解得:v1=0,v2=v0

即小球与小车分离后二者交换速度;所以小球与小车分离后做自由落体运动.故A错误,B正确.

C、对小车运用动能定理得,小球对小车做功:W=

1

2mv02−0=

1

2mv02.故C正确.

D、当小球与小车的水平速度相等时,小球弧形槽上升到最大高度,设该高度为h,则:

mv0=2m•v…③

1

2mv02=

1

2•2mv2+mgh…④

联立③④解得:h=

v02

4g.故D正确.

故选:BCD.

点评:

本题考点: 动量守恒定律;动能定理的应用.

考点点评: 本题考查了动量守恒定律和能量守恒定律的综合,知道当小球与小车的水平速度相等时,小球上升到最大高度.

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