题目内容

如图所示,O为一水平轴,轴上系一长l=0.6m的细绳,细绳的下端系一质量m=1.0kg的小球(可视为质点),原来处于静止状态,球与平台的B点接触但对平台无压力,平台高h=0.80m,一质量M=2.0kg的小球沿平台自左向右运动到B处与小球m发生正碰,碰后小球m在绳的约束下做圆周运动,经最高点A点,绳上的拉力恰好等于摆球的重力,而M落在水平地面上的C点,其水平位移为s=1.2m,求质量为M的小球与m碰撞前的速度.(取g=10m/s2
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m在A点时,由牛顿第二定律得
    2mg=m
vA2
l

m从B到A的过程中,由机械能守恒定律得
  -mg?2l=
1
2
mvA2-
1
2
mv12

M离开平台后做平抛运动,则有
       h=
1
2
gt2
 ③
       s=v2t     ④
M与m碰撞前后Mv0=mv1+Mv2
由①②③④⑤联立解得v0=6m/s
答:质量为M的小球与m碰撞前的速度为6m/s.
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