Question

いし

問5がわかりません。教えてください。
答えは⑤です。よろしくお願いします。

受験者は1から4 全てを解答しなさい。
1
図1のように,質量が M で,傾角0の斜面をもつ三角台を床の上に固定しておき, その斜面に向かっ
て大きさの無視できる質量mの小球を, 速さで打ち出した。 すると, 小球は床と三角台との境界で速
さを変えずに進み、図2のように床から H の高さに到達した後、 折り返した。 床, 三角台のいずれの面,
小球のすべてについて摩擦は無視できるものとする。また, 重力加速度の大きさをgとする。
ös
(1)
2g
0
問1 斜面上での小球の加速度の大きさとして正しいものを、 次の ① ~ ⑥ のうちから一つ選びなさい。
g ② gsino ③ gcost 4 g-v
61%
(3)
図 1
問2 H として正しいものを,次の ① ~ ⑥ のうちから一つ選びなさい。 2
図 2
2g
(4)
V
H1
2gsin0
(5) (g-v)sino 6 (g-v)cose
(5)
v2
gsino
(6)
v2
2gsin0

続いて、図3のように, 三角台の固定を解いて自由に動けるようにしてから、 同様の操作を行ったと
ころ､小球の運動とともに三角台も運動し, 小球の最高到達点は図4のように床から H2の高さとなった。
0
(1)
問3
小球と三角台の運動について述べた文として正しくないものを,次の ①~④のうちから一つ選び
なさい。 3
(2)
H₁
2
① 三角台が運動するのは, 小球からの仕事によって力学的エネルギーに変化が生じるためである。
②2② 三角台が運動するのは, 小球からの力積によって運動量に変化が生じるためである。
③ 小球が斜面上を運動している間, 小球と三角台の力学的エネルギーの和は一定である。
4 小球が斜面上を運動している間,小球と三角台の運動量の和は一定である。
問4 小球が図4の最高到達点に達したときの, 三角台の速さとして正しいものを、次の①~⑥のうち
から一つ選びなさい｡ 4
m
(2)
M
V
v
0
m
M
-H1
M
m
0
v
図3
図 4
M
3 -H1
m
問5 H2 を H を用いて表したものとして正しいものを,次の ① ~ ⑥ のうちから一つ選びなさい。 5
M+m
4
v
m
M+m
H2
(5)
-H1
M
M+m
(5)
M
M+m
(6) v
-H1
6 H₁

Answer 1

コヒ

2体の力学的エネルギーの和が保存するので
1/2mv^2=1/2(m+M)v'^2+mgH2

v'については水平方向の運動量保存則より
mv=(m+M)v'
(小球が最高点の時台と小球は同じ速度だから)

この2式を連立すれば出るかと思います。わからないことがあれば聞いて下さい