题目内容
【题目】如图所示,小球a从光滑曲面上的A点由静止释放,当小球a运动到水平轨道上的C点时恰好与通过绷紧的细线悬挂的小球b发生正碰并粘在一起,已知小球a、b的质量均为m,曲面高度和细线长度均为h,细线能承受的最大拉力为2.5mg,C点到地面的高度也为h。
(1)求碰后瞬间两球的共同速度大小。
(2)碰后细线是否会断裂?若不断裂求两球上升的最大高度;若断裂求落地点到C点的水平位移。
【答案】(1)(2)细绳会断裂;h
【解析】(1)设a球到C点时的速度为vC,a球下滑过程,由机械能守恒有:
解得:
b两球碰撞过程动量守恒,以水平向左为正方向,
由动量守恒有:
解得:
(2)设碰后两球受到的细线拉力为T,由牛顿第二定律有
解得,细绳会断裂
断裂后两球做平抛运动,运动时间;
平抛的水平位移:
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