Question

如图所示，质量均为的木块并排放在光滑水平面上，上固定一根轻质细杆，轻杆上端的小钉（质量不计）O上系一长度为L的细线，细线的另一端系一质量为的小球，现将球的细线拉至水平，由静止释放，求：
（1）两木块刚分离时，速度各为多大？
（2）两木块分离后，悬挂小球的细线与竖直方向的最大夹角多少？

Answer 1

解：分析：球下摆过程中，在达到最低位置之前，悬线拉力的水平分量使同时达到最大速度，且：，三者组成一个系统，满足系统机械能守恒和动量守恒；球摆过最低位置后，悬线拉力使向右做减速运动，致使分离，分离后，B以原速度做匀速直线运动，，所以，速度减为零后改为反方向向左运动，当、C速度相等时，球摆到最高点，此过程组成的系统动量守恒、机械能守恒。（1）三者组成的系统满足动量守恒和机械能守恒，选取最低点，球到达最低点时共同速度为，速度为，规定向左为正方向：　　　　　　　　解得：（2）、从球在最低点开始，与组成一个系统满足动量守恒和机械能守恒，设摆到最高处为，此时，共同速度为：　　　解得：；