题目内容

【题目】如图所示,一对杂技演员(都视为质点)乘秋千(秋千绳处于水平位置)从A点由静止出发绕0点 下摆,当摆到最低点B时,女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,然后自己刚好能回到高处A.已知男演员质量m1和女演员质量m2之比=2,秋千的质量不计,秋千的摆长为RG点比0点低5R.求男演员落地点CO点的水平距离S.

【答案】8R

【解析】试题分析:两演员一起从从A点摆到B点,只有重力做功,根据机械能守恒定律求出最低点速度;女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,两演员系统动量守恒,由于女演员刚好能回到高处,可先根据机械能守恒定律求出女演员的返回速度,再根据动量守恒定律求出男演员平抛的初速度,然后根据平抛运动的知识求解男演员的水平分位移.

设分离前男女演员在秋千最低点B的速度为v0,由机械能守恒定律

设刚分离时男演员速度的大小为,方向与相同;女演员速度的大小为,方向与相反,由动量守恒,

分离后,男演员做平抛运动,设男演员从被推出到落在C点所需的时间为t

根据题给条件,由运动学规律,

根据题给条件,女演员刚好回到A点,
由机械能守恒定律,

由以上各式可得

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