题目内容
【题目】如图,长为l的不可伸长的轻绳,一端固定在O点,另一端系一质量为m的小球A。质量为3m的小球B放在光滑水平面上,位于O点正下方距离也为l处。将球A拉至轻绳(伸直)与水平方向的夹角处,由静止释放。球A到达最低点时与球B发生正碰,两小球均视为质点,重力加速度为g。求碰撞后小球A能上摆的最大高度。
【答案】
【解析】有几何关系,知小球A释放后自由下落l距离时轻绳被再次拉直,设绳被拉直前小球的速度为,则
绳被拉直后,小球A做圆周运动,速度变为
②
设小球A与B碰撞前速度为,
则: ③
如果碰撞后小球A向右运动,则最大速度应满足: ,④
如果碰撞后小球A向左运动,则最大速度应满足: ⑤
⑥,解得: ⑦
,
由于,所以碰到过小球A上摆的最大高度h点满足: ⑧
整理得: ⑧
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