摘要:如图12-1所示.有两块大小不同的圆形薄板.质量分别为M和m.半径分别为R和r.两板之间用一根长为0.4m的轻绳相连结.开始时.两板水平放置并叠合在一起.静止于高度为0.2m处.然后自由下落到一固定支架C上.支架上有一半径为R`的圆孔.圆孔与两薄板中心均在圆板中心轴线上.木板与支架发生没有机械能损失的碰撞.碰撞后.两板即分离.直到轻绳绷紧.在轻绳绷紧的瞬间.两物体具有共同速度V.如图12-2所示.求:(1)若M=m.则V值为多大 (2)若M/m=K.试讨论 V的方向与K值间的关系. 分析与解:开始 M与m自由下落.机械能守恒. M与支架C碰撞后.M以原速率返回.向上做匀减速运动.m向下做匀加速运动.在绳绷紧瞬间.内力很大.可忽略重力.认为在竖直方向上M与m系统动量守恒.gh=(M+m)V02 所以.V0==2m/s M碰撞支架后以Vo返回作竖直上抛运动.m自由下落做匀加速运动.在绳绷紧瞬间.M速度为V1.上升高度为h1.m的速度为V2.下落高度为h2.则: h1+h2=0.4m.h1=V0t-gt2.h2=V0t+gt2.而h1+h2=2V0t. 故: 所以:V1=V0-gt=2-10×0.1=1m/s V2=V0+gt=2+10×0.1=3m/s 根据动量守恒.取向下为正方向.mV2-MV1=(M+m)V.所以 那么当m=M时.V=1m/s,当M/m=K时.V=. 讨论:①K<3时.V>0.两板速度方向向下. ②K>3时.V<0.两板速度方向向上. ③K=3时.V=0.两板瞬时速度为零.接着再自由下落.

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