39.选考题二
如图所示,AB为光滑的斜面轨道,通过一小段光滑圆弧与光滑水平轨道BC相连接,小球乙静止于水平轨道上。一个质量大于小球乙的小球甲以水平速度v0与乙球发生弹性正
碰,碰后乙球沿水平轨道滑向斜面轨道AB。求:在甲、乙发生第二次碰撞之前,乙球在斜面上能达到最大高度的范围(设斜面轨道足够长,重力加速度为g)。
<h<
设甲球质量为M,甲、乙两球碰撞过程中,动量守恒.
由动量守恒定律得:Mv0=Mv1+mv2,
由机械能守恒定律得:
①当M>>m时,v2=2v0,
②当M=m时,v2=v0,
动量守恒定律;机械能守恒定律
甲、乙两球碰撞时动量守恒,机械能守恒,由动量守恒定律与机械能守恒定律求出碰后两者的速度,碰后乙在运动过程中只有重力做功,机械能守恒,由机械能守恒定律可以求出乙球能到达的高度范围.
本题关键找出乙球能上升的最大高度表达式,根据甲、乙两球质量关系的讨论,确定出乙球能到达的高度范围.