题目内容
【题目】如图所示,O点为固定转轴,把一个长度为L的细绳上端固定在O点,细绳下端系一个质量为m的小摆球,当小摆球处于静止状态时恰好与平台的右端点B点接触,但无压力。一个质量为M的小钢球沿着光滑的平台自左向右运动到B点时与静止的小摆球m发生正碰,碰撞后摆球在绳的约束下作圆周运动,且恰好能够经过最高点A,而小钢球M做平抛运动落在水平地面上的C点。测得B、C两点间的水平距离DC=x,平台的高度为h,不计空气阻力,本地的重力加速度为g,请计算:
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(1)碰撞后小钢球M做平抛运动的初速度大小;
(2)小球m经过最高点A时的动能;
(3)碰撞前小钢球M在平台上向右运动的速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)![]()
【解析】
试题分析:(1)碰后小钢球做平抛运动:
水平方向:x=v1t…①
竖直方向:h=
gt2…②
解得:
…③;
(2)小球m恰能过最点,
由牛顿第二定律得:
…④
动能:
…⑤
(3)从B到A由机械能守恒定律,
由机械能守恒定律得:
…⑥
解得:
…⑦;
设M向右运动速度为v2,碰撞过程动量守恒,以钢球的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
Mv2=Mv1+mvB …⑧,
解得:
;
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