Question

右端带有l／4光滑圆弧轨道质量为M的小车静置于光滑水平面上，如图所示.一质量为m的小球以速度vo水平冲上

右端带有l／4光滑圆弧轨道质量为M的小车静置于光滑水平面上，如图所示.一质量为m的小球以速度vo水平冲上
A.小球可能从圆弧轨道上端抛出丙不再回到小车
B.小球可能离开小车水平向左作平抛运动.
C.小球可能离开小车作自由落体运动.
D.小球可能离开小车水平向右作平抛运动.
答案是BCD 在运动过程中小球应该让轨道运动了吧 这样上抛应该是斜抛呀 就算共速也有初速度呀 怎么会自由落体 而且离开时为什么会可能有向左的初速度让它作平抛运动?

Answer 1

设小球与圆弧离开瞬间，小球在水平方向的速度为v1，圆弧的速度为v2。
有动量守恒：mv0=mv1+Mv2，v2肯定是向右，但大小不知，所以v1的方向有可能像左，有可能为0，有可能向右

追问

如果以力的方向来分析 为什么会有方向向左的力?

追答

在小球没有离开圆弧之前，小球都会受到一个向左的力。你看，圆弧的初始动量为0，小球一向右运动，圆弧就会向右运动，那么圆弧就肯定会有一个冲量=Ft，所以圆弧受到一个水平向右的力，根据作用力和反作用力，小球肯定会受到一个向左的力。
另外从加速度分析也可知道它受到一个向左的力。圆弧速度开始为0，后来为v2，速度的变化就是加速度，圆弧有加速度，那么就一定有力，加速度方向与速度变化方向一致，力与加速度方向一致，所以圆弧受到的力是水平向右，那么小球就受到一个水平向左的力。
但答案B说的小球向左做平抛运动，是不是指它从进入点落下做平抛运动，如果是说从圆弧顶端那像左做平抛运动我是想不明白。
答案C，小球离开小车做自由落体运动也应该是从进入点那落下吧。
答案D，小球离开小车向右做平抛运动，当小球刚滑到顶端时，向上的速度为0，只有一个水平向右的速度,此时向右做平抛运动。