如图所示,质量为M的小车在光滑的水平面上以v0向左匀速运动,一质量为m的小球从高h处*下落,与小车碰撞后,反弹上升的高度仍为h.设M>>m,碰撞弹力N>>mg,球与车之间的动摩擦

问题描述:

如图所示,质量为M的小车在光滑的水平面上以v0向左匀速运动,一质量为m的小球从高h处*下落,与小车碰撞后,反弹上升的高度仍为h.设M>>m,碰撞弹力N>>mg,球与车之间的动摩擦因数为μ,则小球弹起后的水平速度是 ___ .

该题需要分以下两种情况进行分析:
①小球离开小车之前已经与小车达到共同速度v,则水平方向上动量守恒,有
Mv0=(M+m)v
由于M≫m
所以:v=v0
②若小球离开小车之前始终未与小车达到共同速度,则对小球应用动量定理得
水平方向上有
Fμt=mv′
竖直方向上有
FNt=2mv=2m

2gh

又  Fμ=μFN
解得:v′=2μ
2gh

故答案为:v0或2μ
2gh