题目内容

【题目】如图,质量为6m,长为L的薄木板AB放在光滑的水平台面上,木板B端与台面右边缘齐平。B端上放有质量为3m且可视为质点的滑块CC与木板之间的动摩擦因数为μ,质量为m的小球用长为L的细绳悬挂在平台右边缘正上方的O点,细绳竖直时小球恰好与C接触。现将小球向右拉至细绳水平并由静止释放,小球运动到最低点时细绳恰好断裂,小球与C正碰后反弹速率为碰前的一半。

⑴求细绳所受的最大拉力;

⑵若要使小球落在释放点的正下方P点,平台高度应为多大;

⑶通过计算判断C能否从木板上掉下来。

【答案】(1)3mg 2hL3

【解析】1设小球运动到最低点的速率为v0,小球向下摆动过程,

由动能定理

小球在圆周运动最低点时拉力最大,由牛顿第二定律: 解得:

由牛顿第三定律可知,小球对细绳的拉力

2)小球碰撞后做平抛运动:

竖直分位移

水平分位移:

:

3小球与滑块C碰撞过程中小球和C系统满足动量守恒,设C碰后速率为v1,并依题意有

假设木板足够长,在C与木板相对滑动直到相对静止过程,设两者最终共同速率为v2

由动量守恒:

由能量守恒:

联立解得:

即不会从木板上掉下来

综上所述本题答案是:1 2 3)不会掉下来

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