题目内容
【题目】如图所示，轻质细绳的一端系一质量m=0.01kg的小球，另一端系一光滑小环套在水平轴O上，O到小球的距离d=0.1m，小球跟水平面接触无相互作用力，在球的两侧距球等远处，分别竖立一固定挡板，两挡板相距L=2m．水平面上有一质量为M=0.01kg的小滑块，与水平面间的动摩擦因数μ=0.25，开始时，滑块从左挡板处，以v0= 10m/s的初速度向小球方向运动，不计空气阻力，设所有碰撞均无能量损失，小球可视为质点，g=10m/s2．则：
（1）在滑块第一次与小球碰撞后的瞬间，悬线对小球的拉力多大？
（2）试判断小球能否完成完整的圆周运动．如能完成，则在滑块最终停止前，小球能完成完整的圆周运动多少次？
【答案】(1)T=9.6N (2)10次
【解析】
(1)根据动能定理得
代入数据解得
根据动量守恒定律得
根据能量守恒定律得
联立解得
根据牛顿第二定律得
解得：
(2)设第K次碰撞恰能完成完整的圆周运动，在最高点的临界速度为
根据动能定理得
解得：
木块与小球质量相等，碰撞过程中动量守恒、能量守恒，交换速度，整个过程中由动能定理得
联立解得：
可知小球能完成完整的圆周运动10次。
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