题目内容

(09年天水一中期末)(12分)如图,AB为半径R=6m的1/4光滑圆弧形,导轨圆心与A点等高。BC为长S=1.2m的光滑水平导轨,在B点与圆弧导轨相切,离地面高度h=2m。一质量m1=0.2kg的小球置于C点,另一质量为m2=0.4kg的小球置于B点,现给小球m1以V1=0.9m/s的水平速度,当m1运动到B时与m2发生正碰,碰后m2获得V2=0.6m/s的速度,g=10 m/s2,求从碰撞后到两球落地的时间差。(arccos0.997=4.4°,,结果保留两位有效数字)

 

解析:碰撞过程,动量守恒:m1V1= m1V1/+ m2V2       

 

所以:V1/=-0.3m/s

 

碰撞后m2上滑过程机械能守恒,设最大偏角为θ,

 

则:

 

Cosθ=0.997      

 

所以:θ=4.4°<10°

 

因此:m2在圆弧上的运动当作简谐振动处理,

 

故:t1=

 

t2=S/ V2=1.2/0.6=2s       t3=S/ V1/ =1.2/0.3=4s

 

因为两物体平抛运动的时间相同,所以,所求的时间差为:△t=t1+ t2-t3=0.43s

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