题目内容
【题目】有一种打积木的游戏,装置如图所示,三块完全相同的积木叠放在靶位上,长为L,积木B与C夹在固定的两光滑薄板间,一钢球用长为R且不可伸长的轻绳挂于O点,钢球质量与每块积木的质量相等;游戏时,将钢球拉到与O等高的P点(保持绳绷直)由静止释放,钢球运动到最低点时与积木A发生弹性碰撞,积木A滑行一段距离s()后停下,又将钢球拉回P点由静止释放,与落下后静止的积木B发生弹性碰撞,积木B向前滑行与积木A碰撞后,以共同速度滑行一段距离后停止。已知重力加速度为g,各接触面间的动摩擦因数相同,碰撞时间极短。求
(1)钢球与积木A碰撞前、后瞬间的速度大小;
(2)动摩擦因数;
(3)积木B滑行的距离。
【答案】(1) 0(2) (3)
【解析】
(1)设钢球和滑块的质量均为m,由机械能守恒定律可得:
解得
钢球与滑块A碰撞过程满足:
解得
v1=0,
(2)对滑块A由动能定理:
解得
(3)又将钢球拉回P点由静止释放,与落下后静止的积木B发生弹性碰撞,此时B的速度仍为 滑行s-L后与A碰撞,此时B的速度:
当AB碰撞时,由动量守恒:
解得
由动能定理:
解得
,
则积木B滑行的距离
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