题目内容

如图所示,光滑水平面上有两辆相同的小车,质量都是M,B车静止,其顶板上用细线悬挂一个质量为m的小球(M=4m),小球也处于静止.A车以速度向右匀速运动,和B车发生正碰,碰撞时间极短,碰后两车不再分开,这时可以观察到B车中悬挂的小球开始摆动.若小球第一次向左摆动的最大摆角为,求悬挂小球的细线的长度L.

答案:
解析:

  解:两车相碰的极短时间内小球保持静止,两车组成的系统动量守恒,M=(M+M)

  小球上摆到最大摆角的过程中,水平方向动量守恒(M+m)=(M+M+m),两车相碰后到小球第一次摆动到最高点过程系统机械能守恒,有:

  mgL(1-cos)=(M+m)-(M+M+m)

  已知M=4m,由以上各式解得L=


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