题目内容

【题目】如图所示,水平固定一个光滑长杆,有一个质量为m小滑块A套在细杆上可自由滑动.在水平杆上竖直固定一个挡板P,小滑块靠在挡板的右侧处于静止状态,在小滑块的下端用长为L的细线悬挂一个质量为2m的小球B,将小球拉至左端水平位置使细线处于自然长度,由静止释放,已知重力加速度为g.求:

(1)小球运动过程中,相对最低点所能上升的最大高度;

(2)小滑块运动过程中,所能获得的最大速度.

【答案】(1) (2)

【解析】

(1)小球第一次摆到最低点过程中,根据机械能守恒得:2mgL(2m)v2

解得:v=
小球与小滑块达到共速时,小球上升到最大高度,设此高度为h,根据动量守恒定律得:
2mv=(2m+m)v
根据能量守恒定律得:(2m)v2(3m)v2+2mgh
解得:h=L
(2)小球摆回最低点时,小滑块获得最大速度,设此时小球速度为v1,滑块的速度为v2
根据动量守恒定律得:2mv=2mv1+mv2
(2m)v2(2m)v12+mv22
解得:v2

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