Question

【题目】在我国很多地方都建有钟楼，每逢重大节日都会进行撞钟仪式。如图所示，在大钟旁用钢丝吊着质量为 m 的撞锤(可视为质点），其悬点 O 与撞锤重心的距离为 L，撞锤静止时恰好与大钟相接触。光滑轻质定滑轮与 O 等高，跨过定滑轮的轻质细绳一端连在撞锤上，另一端自然下垂。某次撞钟时，抓住绳子的自由端往下拉至 α= 37°时静止，此时连接撞锤的两根绳恰好成直角，然后突然松手，撞锤摆动后撞击大钟发出声音。（不计空气阻力，取 sin37° = 0.6，cos37°= 0.8)

(1)撞锤被拉起静止时，人对绳的拉力是多大？

(2)撞锤撞击大钟前的瞬间，钢丝的弹力是多大?

(3)若撞锤撞击大钟后速度变为 0，大钟对撞锤的冲量是多大?

Answer 1

【答案】（1）0.8mg（2）1.8mg（3）

【解析】（ 1） 撞锤被拉起静止时，设人对绳的拉力为 F1，钢丝锤的拉力为 F2

则由受力分析得：

联立得： F1=0.8mg

（ 2）从静止释放到撞锤撞击大钟前的瞬间

撞锤撞击大钟前的瞬间,为圆周运动的最低点，则

联立得： F=1.8mg

（ 3）规定向右为正，则

对撞锤： I=0-mv⑤

联立③⑤得：