Question

如圖所示，小車(chē)由光滑的弧形段AB和粗糙的水平段BC組成，靜止在水平面上．當(dāng)小車(chē)固定時(shí)，從A點(diǎn)由靜止滑下的物體到C點(diǎn)恰好停止．如果小車(chē)不固定，物體仍從A點(diǎn)由靜止滑下，則（　�。�

A、物體還是滑到C點(diǎn)停住

B、物體滑到B、C間某處停住

C、物體會(huì)沖出C點(diǎn)落到車(chē)外

D、以上三種情況都有可能

Answer 1

分析：當(dāng)小車(chē)固定時(shí)，從A點(diǎn)由靜止滑下的物體到C點(diǎn)恰好停止，根據(jù)能量守恒分析可知，物體的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能．當(dāng)小車(chē)不固定，系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒分析物體與小車(chē)相對(duì)靜止時(shí)的共同速度，再由能量守恒分析物體停在小車(chē)上的位置．

解答：解：依照題意，小車(chē)固定時(shí)，根據(jù)能量守恒可知，物體的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為因物體與車(chē)之間的摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能Q₁=fL，其中f為物體與小車(chē)之間的摩擦力，L為小車(chē)的水平段BC的長(zhǎng)度．
若小車(chē)不固定，對(duì)小車(chē)和物體系統(tǒng)，根據(jù)水平方向的動(dòng)量守恒定律可知，最終兩者必定均靜止，根據(jù)能量守恒可知物體的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為因物體與車(chē)之間的摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能Q₂=Q₁，而Q₂=fS，得到物體在小車(chē)BC部分滑行的距離S=L，故物體仍滑到C點(diǎn)停住．
故選A．

點(diǎn)評(píng)：本題是滑塊在小車(chē)滑行的類(lèi)型問(wèn)題，往往是動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律的綜合應(yīng)用．如沒(méi)有摩擦力，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．