Question

【题目】如图所示，用不可伸长的轻绳将物块a悬挂于O点。现将轻绳拉至水平，将物块a由静止释放。当物块a运动至最低点时，恰好与静止在水平面上的物块b发生完全弹性碰撞。碰撞后物块b在水平面上滑行一段距离后停下来。已知轻绳的长度为L，物块a的质量为m，物块b的质量为3m，a、b均可视为质点，重力加速度大小为g，不计空气阻力的影响。

(1)求碰撞前瞬间，轻绳对物块a的拉力大小；

(2)求碰撞后瞬间，物块b的速度大小；

(3)有同学认为：两物块碰撞后，物块b在水平面上滑行一段距离后停下来，是因为碰撞后没有力来维持它的运动。你认为这种说法是否正确，并说明你的理由。

Answer 1

【答案】(1) (2) (3)见解析

【解析】

（1）物块a由静止开始运动到最低点过程

根据动能定理

物块a运动到最低点时，根据牛顿第二定律

联立解得，碰撞前瞬间轻绳对物块a的拉力大小

（2）两物块发生弹性碰撞过程

根据动量守恒定律

根据能量守恒定律

解得碰撞后瞬间，物块b的速度大小

（3）这种说法不正确。

物体的运动不需要力来维持。两物块碰撞后，物块b在水平面上运动一段距离后，之所以能停下来，是因为受到地面对它的滑动摩擦力，使它的运动状态发生改变。如果没有滑动摩擦力，物块将做匀速直线运动。