Question

如图所示，小球A系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到水平面的距离为h．物块B质量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O点的正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为μ．现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短)，反弹后上升至最高点时与水平面的距离为h/16．小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，试求物块在水平面上滑行的时间t．

Answer 1

答案：
解析：

解：设小球的质量为m，运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为υ1，取小球运动到最低点重力势能为零．根据机械能守恒定律， 　　有mgh＝mv12，① 　　得v1＝． 　　设碰撞后小球反弹的速度大小为，同理有 　　mg＝m，② 　　得＝． 　　设碰撞后物块的速度大小为v2，取水平向右为正方向．根据动量守恒定律， 　　有mv1＝－m＋5mv2，③ 　　得v2＝．④ 　　物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小 　　F＝5μmg．⑤ 　　设物块在水平面上滑行的时间为t，根据动量定理，有 　　－Ft＝0－5mv2，⑥ 　　得t＝．