题目内容

如图所示,在同一竖直平面上,质量为2m的小球A静止在光滑斜面的底部,斜面高度为H=2L,小球受到弹簧的弹性力作用后,沿斜面向上运动。离开斜面后,达到最高点时与静止悬挂在此处的小球B发生碰撞,碰撞中无机械能损失,碰撞后球B刚好能摆到与悬点O同一高度,球A沿水平方向抛射落在水平面C上的P点,O点的投影O'与P点的距离为L/2。已知球B质量为m,悬绳长L,视两球为质点,重力加速度为g,不计空气阻力,求:

(1)球B在两球碰撞后一瞬间的速度大小;

(2)弹簧的最大弹性势能。

 

 

解:(1)设碰撞后的一瞬间,球B的速度为vB/,由机械能守恒定律

                (3分)

解得               (1分)    

(2)设碰撞前的瞬间,球A水平方向速度为vA.碰撞后的瞬间,球A的速度为vA/.球A、B组成的系统,由动量守恒定律

            (3分) 

由题意

   (3分)

碰后球A作平抛运动,设从抛出到落地的时间为t,平抛运动的高度为y,

则                           (2分)

                     (2分)  设弹簧的最大弹性势能为EPm,对球A和弹簧组成的系统,由机械能守恒定律

    (3分)

解得              (1分)

解析:略

 

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