题目内容
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,静止于粗糙的水平面上且位于O点正下方,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到水平面的距离为
。小球与物块均视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g,求物块在水平面上滑行的时间t。
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【答案】
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【解析】
试题分析: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v1,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:
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解得:![]()
设碰撞后小球反弹的速度大小为
,同理有:
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解得:![]()
设碰后物块的速度大小
,取水平向右为正方向,根据动量守恒定律有:
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解得:![]()
物块在水平面上滑行所受摩擦力大小为:
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设物块在水平面上滑行的时间为t,根据动量定理有:
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解得:
。
考点:本题考查动量和能量综合问题。
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